LM8850評(píng)估板應(yīng)用指南:打造高效DC - DC轉(zhuǎn)換方案
在電子設(shè)計(jì)領(lǐng)域,DC - DC轉(zhuǎn)換器是電源管理的關(guān)鍵組件。今天,我們來(lái)深入探討德州儀器(TI)的LM8850評(píng)估板,它是一款針對(duì)超級(jí)電容器優(yōu)化的升壓DC - DC轉(zhuǎn)換器,為移動(dòng)設(shè)備架構(gòu)帶來(lái)了新的高功率應(yīng)用可能。
文件下載:LM8850UREV/NOPB.pdf
一、LM8850評(píng)估板概述
1. 核心功能
LM8850評(píng)估板展示了一個(gè)升壓DC - DC轉(zhuǎn)換器的工作原理,該轉(zhuǎn)換器與超級(jí)電容器配合使用,能保護(hù)電池免受電源浪涌影響,適用于移動(dòng)設(shè)備架構(gòu)中的高功率應(yīng)用。它可以在2.3V至5.5V的輸入電壓范圍內(nèi),創(chuàng)建一個(gè)3.6V至5.7V的理想輸出電壓軌,不過(guò)要注意輸入電壓 (V{IN}) 必須比預(yù)期輸出電壓 (V{OUT}) 低10%。
2. 控制靈活性
通過(guò)I2C接口,用戶可以靈活控制多個(gè)輸出電壓設(shè)置、輸入電流限制以及高達(dá)1A的負(fù)載電流。這種靈活性使得LM8850能夠適應(yīng)不同的應(yīng)用場(chǎng)景。
3. 工作模式
LM8850有兩種工作模式:自動(dòng)模式和強(qiáng)制PWM模式。在自動(dòng)模式下,輕負(fù)載時(shí)轉(zhuǎn)換器處于PFM模式,重負(fù)載時(shí)切換到PWM模式。滯回PFM模式可將輕負(fù)載和待機(jī)條件下的靜態(tài)電流降低至7μA(典型值),從而延長(zhǎng)電池壽命。同步操作則提供了真正的關(guān)斷隔離,并提高了中等到滿載條件下的效率。
4. 高頻優(yōu)勢(shì)
高開(kāi)關(guān)頻率允許使用更小的無(wú)源元件,內(nèi)部補(bǔ)償適用于更廣泛的電感和輸出電容值,有助于滿足系統(tǒng)需求并實(shí)現(xiàn)小型化的系統(tǒng)解決方案。
二、典型應(yīng)用電路與連接信息
1. 典型應(yīng)用電路
典型應(yīng)用電路展示了LM8850與超級(jí)電容器的配合使用方式,這是實(shí)現(xiàn)其功能的關(guān)鍵部分。
2. 連接圖與封裝標(biāo)記
評(píng)估板采用9 - Bump DSBGA封裝,其連接圖清晰地展示了各個(gè)引腳的位置和功能。
3. 引腳描述
| Pin # | Name | Description |
|---|---|---|
| A1 | VIN | 電源輸入,連接到輸入濾波電容 |
| A2 | SW | 開(kāi)關(guān)節(jié)點(diǎn),連接內(nèi)部NFET開(kāi)關(guān)和PFET同步整流器 |
| A3 | GND | 接地引腳 |
| B1 | SDA | I2C數(shù)據(jù),需使用2kΩ上拉電阻 |
| B2 | PG | 電源良好指示 |
| B3 | VOUT | 輸出引腳 |
| C1 | SCLK | I2C時(shí)鐘,需使用2KΩ上拉電阻 |
| C2 | EN | 使能引腳,電壓 < 0.4V時(shí)設(shè)備關(guān)機(jī),> 1.2V時(shí)啟用,不能浮空 |
| C3 | BAL | 超級(jí)電容器有源電壓平衡引腳 |
三、評(píng)估板操作
1. 啟動(dòng)操作
要操作LM8850,需要將VIN、接地和使能引腳的跳線置于H位置。首先,向VIN提供3.6V電源,在有效電源供應(yīng)下,Vout應(yīng)在5秒內(nèi)升至5V。
2. 寄存器設(shè)置
啟用后,LM8850會(huì)使用寄存器中的默認(rèn)設(shè)置為超級(jí)電容器充電。若要更改默認(rèn)設(shè)置,必須使用I2C接口,且只能在LM8850啟用時(shí)進(jìn)行。每次寫(xiě)入寄存器后,更改將立即生效。當(dāng)EN引腳從低電平轉(zhuǎn)換到高電平時(shí),寄存器0和1將重置為默認(rèn)設(shè)置,需要重新寫(xiě)入所需設(shè)置。
3. I2C兼容芯片地址
LM8850的設(shè)備地址為60(HEX),涉及的寄存器有CONTROL 0(地址00)和CONTROL 1(地址01)。
四、評(píng)估板的硬件組成
1. 原理圖與物料清單
| 評(píng)估板的原理圖展示了其電路布局,物料清單則列出了所需的元件: | Item | Qty | Value | Part Number | Description |
|---|---|---|---|---|---|
| C1 (CIN) | 1 | 10 μF | C1608X5R0J106M | 0603, 6.3V, TDK | |
| C2 (COUT) | 1 | 4.7 μF | CL10A475KP8NNNB | 0603, 10V, SAMSUNG | |
| C3 = C4 (FILTER CAP) | 2 | 100 μF | TPSC107M006R0075 | 0805, 10V, AVX | |
| C5 (AC FILTER CAP) | 1 | 100 nF | CL05F104Z05NNB | 0402, 10V, SAMSUNG | |
| L1 | 1 | 1μF | KSLI - 252012AG - 1R0 | 2520, 1.5A, HITACHI | |
| VDD CONNECTOR | 1 | - | 93K4533 | NEWARK | |
| GND CONNECTOR | 1 | - | 80P3616 | NEWARK | |
| SuperCapacitor | 1 | 500Mf | EDLC272020 - 501 - 2F - 50 | 超級(jí)電容器 | |
| U1 | 1 | LM8850 | 升壓調(diào)節(jié)器 | ||
| Total | 10 |
2. 評(píng)估板分層
評(píng)估板有多個(gè)層,包括頂層、中間層1、中間層2和底層。對(duì)于不同的超級(jí)電容器封裝,有一些阻焊層開(kāi)口。如果需要更換超級(jí)電容器,要選擇最適合其尺寸的焊盤(pán)開(kāi)口。若現(xiàn)有焊盤(pán)不合適,可以去除阻焊層以暴露所需的銅箔。
五、重要注意事項(xiàng)
德州儀器保留對(duì)其半導(dǎo)體產(chǎn)品和服務(wù)進(jìn)行改進(jìn)、變更以及停產(chǎn)的權(quán)利。買(mǎi)家在下單前應(yīng)獲取最新信息,并確保信息的準(zhǔn)確性和完整性。同時(shí),TI對(duì)其組件的性能提供一定的保證,但在應(yīng)用設(shè)計(jì)和安全方面,買(mǎi)家需要自行承擔(dān)責(zé)任,采取適當(dāng)?shù)脑O(shè)計(jì)和操作保障措施。
在實(shí)際應(yīng)用中,你是否遇到過(guò)類(lèi)似DC - DC轉(zhuǎn)換器與超級(jí)電容器配合使用的挑戰(zhàn)?你又是如何解決的呢?歡迎在評(píng)論區(qū)分享你的經(jīng)驗(yàn)和見(jiàn)解。
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