深入解析LM5060EVAL評(píng)估板：功能、配置與應(yīng)用

一、引言

作為電子工程師，在進(jìn)行電路設(shè)計(jì)時(shí)，一款出色的評(píng)估板能為我們帶來(lái)極大的便利，幫助我們快速評(píng)估芯片的功能和性能。今天要介紹的就是LM5060EVAL評(píng)估板，它主要用于展示低靜態(tài)電流的LM5060高端保護(hù)控制器的功能。如果你想深入了解LM5060的特性，這款評(píng)估板是個(gè)不錯(cuò)的選擇。

文件下載：LM5060EVAL/NOPB.pdf

二、評(píng)估板概述

（一）設(shè)計(jì)目的

LM5060評(píng)估板旨在展示LM5060高端保護(hù)控制器的功能，采用了一個(gè)高端N溝道功率MOSFET，其設(shè)計(jì)突出了小尺寸解決方案的應(yīng)用。若想了解LM5060的功能和電氣特性，可參考《LM5060 High - Side Protection Controller With Low Quiescent Current Data Sheet (SNVS628)》。

（二）工作范圍

1. 輸入電壓：最大過(guò)壓保護(hù)（OVP）電壓為37V，欠壓鎖定（UVLO）最小輸入電壓為9V。
2. 輸出電流：范圍是0A到5.0A。
3. 環(huán)境溫度：范圍為0°C到50°C。
4. 電路板尺寸：1.35in x 2.25in。

（三）可配置性

評(píng)估板可以通過(guò)修改欠壓鎖定（UVLO）和過(guò)壓保護(hù)（OVP）的電阻分壓器（R1、R2和R3）以及保護(hù)瞬態(tài)電壓抑制二極管D1，來(lái)適應(yīng)不同的輸入電壓范圍。同時(shí)，改變電阻R4的值可以增加負(fù)載電流能力，但由于PCB布局未針對(duì)5A以上電流進(jìn)行測(cè)試，操作時(shí)需謹(jǐn)慎。

三、評(píng)估板啟動(dòng)

（一）啟動(dòng)前準(zhǔn)備

在給LM5060評(píng)估板供電之前，要確保所有外部連接正確。需關(guān)閉外部電源，并將其以正確的極性連接到INPUT和GND引腳?？筛鶕?jù)需要在OUTPUT和GND引腳之間連接一個(gè)負(fù)載電阻，電阻負(fù)載能使Q1在開(kāi)啟時(shí)的電流相對(duì)較低。雖然建議使用電阻負(fù)載，但電子負(fù)載也可謹(jǐn)慎使用。可以使用萬(wàn)用表或示波器在OUTPUT引腳監(jiān)測(cè)輸出電壓。

（二）啟動(dòng)過(guò)程

確認(rèn)所有連接無(wú)誤后，即可施加輸入電源。啟動(dòng)時(shí)，負(fù)載電阻或電子負(fù)載并非必須連接。若將EN測(cè)試點(diǎn)拉高（參考《LM5060 High - Side Protection Controller With Low Quiescent Current Data Sheet (SNVS628)》中電氣特性部分的閾值電壓），施加輸入電壓時(shí)輸出電壓將上升。評(píng)估板啟動(dòng)時(shí)，EN引腳需要拉高，可使用實(shí)驗(yàn)電纜將EN引腳連接到VIN引腳或其他高于2.0V的電壓源。

四、關(guān)鍵保護(hù)功能

（一）電感反沖保護(hù)

二極管D1和電容C4用于電感反沖保護(hù)，可限制關(guān)閉功率MOSFET Q1時(shí)產(chǎn)生的電壓尖峰。電容C5有助于防止MOSFET Q1關(guān)閉時(shí)OUTPUT線路上出現(xiàn)負(fù)電壓。

（二）欠壓鎖定（UVLO）

電阻R1、R2和R3根據(jù)輸入電壓的縮放值設(shè)置UVLO。評(píng)估板通常在輸入電壓介于8.0V（低閾值）和8.8V（高閾值）之間時(shí)啟動(dòng)UVLO。當(dāng)UVLO引腳電壓降至高閾值以下時(shí)，UVLO激活，LM5060關(guān)閉MOSFET Q1，但不會(huì)鎖存關(guān)閉。一旦UVLO電壓恢復(fù)到高閾值以上，將恢復(fù)正常操作。

（三）過(guò)壓保護(hù)（OVP）

同樣由電阻R1、R2和R3根據(jù)輸入電壓的縮放值設(shè)置OVP水平。評(píng)估板上的電阻選擇為當(dāng)輸入電壓超過(guò)37.1V（典型值）時(shí)啟動(dòng)OVP。OVP啟動(dòng)時(shí)，LM5060關(guān)閉MOSFET Q1，但不鎖存關(guān)閉。當(dāng)輸入電壓降至32.8V（典型值）以下時(shí)，MOSFET Q1將重新開(kāi)啟，輸出電壓上升。

（四）過(guò)流保護(hù)

SENSE引腳的9.09kΩ電阻（RS）與MOSFET的0.025Ω導(dǎo)通電阻（RDS(ON)）共同將典型過(guò)流閾值（IDSTH）設(shè)置為約5.8A，實(shí)際值可能在4.6A到6.9A之間變化。0.10μF的定時(shí)器電容提供典型的過(guò)流故障檢測(cè)延遲時(shí)間為18.2ms，實(shí)際延遲時(shí)間可能在15.4ms到23.5ms之間變化。

五、其他功能

（一）使能控制

評(píng)估板上的EN測(cè)試點(diǎn)用于控制LM5060的操作。施加小于0.8V的電壓到EN引腳、連接到地或斷開(kāi)連接可關(guān)閉評(píng)估板；施加大于2.0V的電壓到EN連接或直接連接到VIN可啟動(dòng)評(píng)估板。若EN測(cè)試點(diǎn)懸空，EN引腳的內(nèi)部下拉將確保LM5060保持關(guān)閉狀態(tài)。

（二）輸出狀態(tài)監(jiān)測(cè)

可在評(píng)估板的STATUS連接點(diǎn)測(cè)量輸出狀態(tài)。當(dāng)LM5060處于故障狀態(tài)（SENSE > OUT）時(shí)，信號(hào)為高；當(dāng)LM5060激活且無(wú)故障狀態(tài)（SENSE < OUT）時(shí)，STATUS為低。當(dāng)通過(guò)拉低EN引腳關(guān)閉LM5060時(shí)，nPGD比較器關(guān)閉，STATUS信號(hào)變?yōu)楦摺?/p>

（三）柵極電路和定時(shí)器設(shè)置

C3可選，可用于減慢柵極轉(zhuǎn)換速度以便評(píng)估。電容C1設(shè)置啟動(dòng)時(shí)間延遲、轉(zhuǎn)換時(shí)間延遲和過(guò)流故障檢測(cè)延遲時(shí)間。當(dāng)TIMER電容上的電壓超過(guò)2.0V閾值條件時(shí)，LM5060將鎖存關(guān)閉MOSFET Q1，直到EN、UVLO或VIN（POR）輸入先低后高。0.10μF（100nF）的定時(shí)器電容提供典型的啟動(dòng)延遲時(shí)間為33.3ms，典型的轉(zhuǎn)換延遲時(shí)間為15.5ms，典型的過(guò)流故障檢測(cè)延遲時(shí)間為18.2ms。

六、組件選擇與注意事項(xiàng)

在更改默認(rèn)組件之前，以及了解組件選擇的相關(guān)信息，可參考《LM5060 High - Side Protection Controller With Low Quiescent Current Data Sheet (SNVS628)》。同時(shí)，德州儀器對(duì)其半導(dǎo)體產(chǎn)品和服務(wù)保留進(jìn)行修改、改進(jìn)等權(quán)利，用戶在使用時(shí)需注意獲取最新信息，并遵循相關(guān)的條款和條件。

大家在使用LM5060EVAL評(píng)估板的過(guò)程中，有沒(méi)有遇到過(guò)一些特別的問(wèn)題呢？歡迎在評(píng)論區(qū)分享你的經(jīng)驗(yàn)和見(jiàn)解。