深入剖析LM34917A評(píng)估板：設(shè)計(jì)與應(yīng)用指南

在電子設(shè)計(jì)領(lǐng)域，評(píng)估板是工程師們驗(yàn)證和測(cè)試新器件性能的重要工具。今天，我們就來(lái)深入探討一下TI的LM34917A評(píng)估板，看看它的特點(diǎn)、工作原理以及如何在實(shí)際設(shè)計(jì)中應(yīng)用。

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評(píng)估板概述

基本功能與參數(shù)

LM34917A評(píng)估板采用恒定導(dǎo)通時(shí)間（COT）工作原理，為設(shè)計(jì)工程師提供了一個(gè)功能齊全的降壓調(diào)節(jié)器。它能在8V至33V的輸入電壓范圍內(nèi)提供5V的輸出電壓，最大負(fù)載電流可達(dá)1A，電流限制設(shè)置約為1.3A。在輸入電壓為8V、輸出電流為400mA時(shí)，測(cè)量效率高達(dá)91.6%，標(biāo)稱(chēng)開(kāi)關(guān)頻率為1.5MHz。評(píng)估板尺寸為2.6英寸 x 1.6英寸 x 0.5英寸。

工作原理

評(píng)估板的導(dǎo)通時(shí)間 (t{ON}) 由R1和輸入電壓 (V{IN}) 決定，計(jì)算公式為 [t{ON}=frac{1.16 × 10^{-10} times(R 1+1.4 k Omega)}{V{IN}-1.35 V}+100 ns ] 。導(dǎo)通時(shí)間在 (V{IN}=8V) 時(shí)≥510 ns，在 (V{IN}=33V) 時(shí)約為186 ns，且與 (V{IN}) 成反比，以保持近乎恒定的開(kāi)關(guān)頻率。每個(gè)導(dǎo)通時(shí)間結(jié)束后，最小關(guān)斷定時(shí)器確保降壓開(kāi)關(guān)至少關(guān)斷90 ns。在關(guān)斷期間，負(fù)載電流由輸出電容（C7、C8）提供。當(dāng)輸出電壓下降到使FB引腳電壓低于2.5V時(shí)，調(diào)節(jié)比較器啟動(dòng)新的導(dǎo)通時(shí)間周期。為了實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定的固定頻率操作，F(xiàn)B引腳需要至少25 mV的紋波來(lái)切換調(diào)節(jié)比較器。電流限制閾值隨 (V{IN}) 變化，在 (V{IN}=8V) 時(shí)≥1.4A，在 (V{IN}=33V) 時(shí)為1.2A。

設(shè)計(jì)與使用注意事項(xiàng)

布局與探測(cè)

在給評(píng)估板供電時(shí)，需要注意以下幾點(diǎn)：

• 當(dāng)在高輸入電壓和高負(fù)載電流下運(yùn)行時(shí)，可能需要強(qiáng)制空氣流動(dòng)來(lái)散熱。因?yàn)樵谶@種情況下，LM34917A和二極管D1可能會(huì)發(fā)熱。
• 在高輸入電壓下探測(cè)電路時(shí)要格外小心，以防止受傷和電路損壞。
• 在最大負(fù)載電流（1A）下，連接負(fù)載的電線(xiàn)尺寸和長(zhǎng)度很重要，要確保評(píng)估板和負(fù)載之間的電線(xiàn)沒(méi)有明顯的電壓降。

連接與啟動(dòng)

輸入連接到J1連接器，負(fù)載連接到J2（OUT）和J3（GND）端子。在啟動(dòng)前，應(yīng)使用電壓表連接輸入和輸出端子，并使用電流表或電流探頭監(jiān)測(cè)負(fù)載電流。建議將輸入電壓逐漸增加到8V，此時(shí)輸出電壓應(yīng)為5V。如果輸出電壓正確，則可以根據(jù)需要增加輸入電壓，但不要超過(guò)50V。

輸出紋波控制

LM34917A需要FB引腳處至少有25 mVp-p的紋波，且與SW引腳的開(kāi)關(guān)波形同相，以確保正常工作。評(píng)估板提供了三種紋波控制配置：

最小輸出紋波配置（選項(xiàng)A）

通過(guò)使用R5、C9和C10組件，評(píng)估板可實(shí)現(xiàn)最小輸出紋波。輸出紋波在 (V{IN}=8V) 時(shí)約為4mVp-p，在 (V{IN}=33V) 時(shí)約為14 mVp-p，主要由輸出電容的ESR和電感器的紋波電流決定。FB引腳所需的紋波由R5、C9和C10產(chǎn)生，通過(guò)計(jì)算 (V_{A}) 和 (R5 × C10) 的乘積來(lái)選擇合適的R5和C10值。例如，C10可以選擇3300 pF，R5約為5.2 kΩ，C9選擇0.1 μF。

中間紋波水平配置（選項(xiàng)B）

這種配置比選項(xiàng)A產(chǎn)生更多的輸出紋波，但使用的電容更少。移除R5、C9和C10，添加R4和Cff。R4用于在 (V{OUT}) 處產(chǎn)生25 - 30 mVp-p的紋波，Cff將紋波耦合到FB引腳。Cff的最小值根據(jù)最大導(dǎo)通時(shí)間和反饋電阻的等效并聯(lián)值計(jì)算得出，對(duì)于該評(píng)估板，Cff的最小值約為408 pF。在這種配置下， (V{OUT}) 的紋波在輸入電壓范圍內(nèi)從約32 mVp-p到約84 mVp-p。

最低成本配置（選項(xiàng)C）

與選項(xiàng)B類(lèi)似，但不使用Cff。由于FB引腳需要至少25 mVp-p的紋波，R4用于在 (V{OUT}) 處產(chǎn)生至少50 mV的紋波。使用0.5Ω的R4時(shí)， (V{OUT}) 的紋波在輸入電壓范圍內(nèi)從至少80 mVp-p到約150 mVp-p。如果應(yīng)用能夠容忍這種紋波水平，這是最經(jīng)濟(jì)的解決方案。

其他功能與測(cè)試

監(jiān)測(cè)電感電流

可以使用電流探頭監(jiān)測(cè)電感電流。移除R6，并在R6所在的兩個(gè)大焊盤(pán)之間安裝一個(gè)合適的電流環(huán)，這樣可以準(zhǔn)確確定電感的紋波電流和峰值電流。

示波器探頭適配器

評(píng)估板提供了示波器探頭適配器，用于監(jiān)測(cè)SW引腳和電路輸出（ (V_{OUT}) ）的波形，避免使用探頭的接地引線(xiàn)拾取開(kāi)關(guān)波形的噪聲。

最小負(fù)載電流

LM34917A需要約1 mA的最小負(fù)載電流來(lái)確保升壓電容（C5）在每個(gè)關(guān)斷期間充分充電。在該評(píng)估板中，反饋電阻提供了最小負(fù)載電流，使得評(píng)估板在 (V_{OUT}) 處的最小負(fù)載電流可以指定為零。

總結(jié)

LM34917A評(píng)估板為工程師提供了一個(gè)方便的平臺(tái)來(lái)測(cè)試和驗(yàn)證LM34917A降壓調(diào)節(jié)器的性能。通過(guò)合理選擇輸出紋波控制配置和注意設(shè)計(jì)與使用中的細(xì)節(jié)，工程師可以根據(jù)具體應(yīng)用需求優(yōu)化電路性能。在實(shí)際設(shè)計(jì)中，你會(huì)選擇哪種紋波控制配置呢？歡迎在評(píng)論區(qū)分享你的想法。