德州儀器LMZ13610/8/6和LMZ12010/8/6演示板使用指南
德州儀器LMZ13610/8/6和LMZ12010/8/6演示板使用指南
在電子設(shè)計領(lǐng)域，電源模塊的選擇和應(yīng)用至關(guān)重要。德州儀器（Texas Instruments）的LMZ13610/8/6和LMZ12010/8/6 SIMPLE SWITCHER? 電源模塊是易于使用的DC - DC解決方案，能驅(qū)動高達(dá)10A、8A或6A的負(fù)載。今天，我們就來詳細(xì)了解一下與之配套的演示板。
一、模塊與演示板概述
（一）電源模塊特點
LMZ13610/8/6和LMZ12010/8/6電源模塊采用創(chuàng)新封裝，不僅提升了熱性能，還支持手工或機(jī)器焊接。其中，LMZ13610/8/6可接受6V至36V的輸入電壓軌，而LMZ12010/8/6能接受6V至20V的輸入電壓軌。這兩個系列的模塊具有可靠且強(qiáng)大的特性，如無損逐周期谷值電流限制，可保護(hù)過流或短路故障；具備熱關(guān)斷、輸入欠壓鎖定功能，還能在預(yù)偏置輸出下啟動。
（二）演示板特性
演示板具有高度可配置性。通過改變跳線，輸出電壓可調(diào)整為5V、3.3V、2.5V或1.2V。外部軟啟動電容有助于控制和調(diào)節(jié)輸出的啟動上升時間，輸入電壓欠壓鎖定（UVLO）也可通過改變一個電阻來調(diào)整。
二、演示板規(guī)格
（一）電氣參數(shù)
- 輸入電壓：LMZ13610/8/6的輸入電壓范圍為6V至36V，LMZ12010/8/6為6V至20V。
- 輸出電壓：可設(shè)置為1.2V、2.5V、3.3V或5V（5V輸出時，最低輸入電壓要求為7V）。
- 輸出電流：范圍為0至10A、8A或6A。
- 熱阻參數(shù)：θJA = 9.9°C/W，θJC = 1.0°C/W。
（二）物理參數(shù)
- 電路板層數(shù)：四層設(shè)計，內(nèi)層為1盎司銅，外層為2盎司銅。
- 尺寸：2.95英寸×3.54英寸（75mm×90mm），厚度為62密耳（1.57mm），采用FR4層壓材料。
三、測試連接
演示板應(yīng)按圖2所示連接到電源和負(fù)載。EN引腳連接到板背面的UVLO電路，板上有一個電阻分壓器，可用于為演示板建立精確的UVLO電平，當(dāng)前設(shè)置為5.7V。用戶常見的操作是調(diào)整RENT和RENB的值，以將操作UVLO調(diào)整到目標(biāo)應(yīng)用所需的水平。如果在最終應(yīng)用中，EN引腳電壓在最大Vin時不超過5.5V，則可以省略使能鉗位齊納二極管D1（在A版本的板上，齊納二極管的陰極和陽極標(biāo)簽標(biāo)注錯誤）。將EN引腳拉低可關(guān)閉模塊。
四、引腳描述
| 演示板與圖3所示的20引腳邊緣連接器兼容，各引腳功能如下表所示： | Pin | Name | Description |
|---|---|---|---|
| 1, 2, 3 | VIN | 輸入電源 — LMZ12010/8/6的標(biāo)稱工作范圍為6V至20V，LMZ13610/8/6為6V至36V。 | |
| 4, 5, 6, 7 | GND | 電源地 — 模塊內(nèi)電源電路的電氣路徑。 | |
| 8, 9, 10 | VOUT | 輸出電壓 — 穩(wěn)壓為5V、3.3V、2.5V或1.2V。 | |
| A | VIN SENSE + | 輸入電壓正開爾文檢測 — 連接到LMZ模塊的VIN引腳。 | |
| E | VIN SENSE - | 輸入電壓負(fù)開爾文檢測 — 連接到LMZ模塊的PGND（EP）。 | |
| L | VOUT SENSE + | 輸出電壓正開爾文檢測 — 連接到Vout香蕉插孔。 | |
| F | VOUT SENSE - | 輸出電壓負(fù)開爾文檢測 — 連接到LMZ模塊的AGND。 | |
| B, D, H | AGND | AGND地 — 連接到模塊的AGND引腳。 | |
| J | NC | 不連接 — 此引腳必須保持浮空，不要接地。 | |
| C | EN | 使能 — 連接到LMZ模塊的精密使能比較器輸入。 | |
| K | TEMP SENSE | 連接到Rts溫度傳感電阻的頂部（未安裝）?？赏ㄟ^測量TEMP SENSE和VIN SENSE - 之間的溫度相關(guān)電阻來進(jìn)行溫度測量，使用公式：溫度（°C）≈ 2.6245 × 電阻（Ω） - 262.7。 |
五、輸出電壓調(diào)整
通過移動跳線J1，演示板的輸出電壓可調(diào)整為5V、3.3V、2.5V或1.2V。對于其他電壓選項，可參考數(shù)據(jù)手冊調(diào)整反饋電阻。
六、可選組件
演示板在輸入和輸出濾波方面有多種選擇。C01、C02和C05可安裝47nF或更大的陶瓷電容，以進(jìn)一步降低輸出的高頻噪聲。同樣，CIN1和CIN6可安裝47nF電容，為輸入電流提供進(jìn)一步的高頻旁路。
七、物料清單
| 演示板的物料清單涵蓋了各種元件，包括電源模塊、電容、電阻、二極管、測試點、連接器等，具體信息如下表所示： | Designator | Description | Case Size | Manufacturer | Manufacturer P/N | Qty |
|---|---|---|---|---|---|---|
| U1 | SIMPLE SWITCHER? | PFM - 11 | Texas Instruments | LMZ13610/08/06, LMZ12010/08/06 | 1 | |
| Cin2, Cin3, Cin4 | 10 μF, X7S, 50V | 1210 | TDK | C3225X7S1H106M | 3 | |
| Cin5 | 150 μF, Aluminum Electrolytic, 50V | G | Panasonic | EEE - FK1H151P | 1 | |
| Co3, Co4 | 330μF, 6.3V, 0.015 ohm | 2917 | Kemet | T520D337M006ATE015 | 2 | |
| Cff | 4700 pF, X7R, 50V | 0805 | Kemet | C0805C472K5RACTU | 1 | |
| Css | 0.15uF, X7R, 10V | 0603 | Murata | GRM188R71A154KA01D | 2 | |
| D1 | 4.7V, 500mW | SOD - 123 | Vishay | MMSZ4688 - V - GS08 | 1 | |
| Rent | 4.12k ohm, 1%, 0.125W | 0805 | Vishay - Dale | CRCW08054K12FKEA | 1 | |
| Renb | 1.27k ohm, 1%, 0.125W | 0805 | Vishay - Dale | CRCW08051K27FKEA | 1 | |
| Rfbb | 1.07k ohm, 1%, 0.125W | 0805 | Vishay - Dale | CRCW08051K07FKEA | 1 | |
| Rfbt_1.2 | 576 ohm, 1%, 0.125W | 0805 | Vishay - Dale | CRCW0805576RFKEA | 1 | |
| Rfbt_1.2b | 9.53 ohm, 1%, 0.125W | 0805 | Vishay - Dale | CRCW08059R53FKEA | 1 | |
| Rfbt_2.5 | 3.74k ohm, 1%, 0.125W | 0805 | Vishay - Dale | CRCW08053K74FKEA | 1 | |
| Rfbt_2.5b | 84.5 ohm, 1%, 0.125W | 0805 | Vishay - Dale | CRCW080584R5FKEA | 1 | |
| Rfbt_3.3 | 8.06k ohm, 1%, 0.125W | 0805 | Vishay - Dale | CRCW08058K06FKEA | 1 | |
| Rfbt_3.3b | 169 ohm, 1%, 0.125W | 0805 | Vishay - Dale | CRCW0805169RFKEA | 1 | |
| Rfbt_5 | 5.6k ohm, 1%, 0.125W | 0805 | Vishay - Dale | CRCW08055K60FKEA | 1 | |
| Rfbt_5b | 73.2 ohm, 1%, 0.125W | 0805 | Vishay - Dale | CRCW080573R2FKEA | 1 | |
| RFB_LP | 20 Ω | 0805 | Vishay - Dale | CRCW080520R0FKEA | 1 | |
| EN | Test Point, TH, Miniature, Red | Keystone Electronics | 5000 | 1 | ||
| GND | Test Point, TH, Miniature, Black | Keystone Electronics | 5001 | 2 | ||
| GND, GND, VIN, VOUT | Banana Jack Connector | Keystone Electronics | 575 - 8 | 4 | ||
| SH - 1 | Shunt, 100mil, Gold plated, Black | Amp | 382811 - 6 | 1 | ||
| H1, H2, H3, H4 | Machine Screw, Round, #4 - 40 x 1/4, Nylon, Philips panhead | B and F Fastener Supply | NY PMS 440 0025 PH | 4 | ||
| H5, H6, H7, H8 | Standoff, Hex, 0.5"L #4 - 40 Nylon | Keystone | 1902C | 4 | ||
| J1 | Header, 4x2, Gold plated, 230 mil above insulator | TH, 100mil | Samtec Inc. | TSW - 104 - 07 - G - D | 1 | |
| J2 | 20 - Pin Dual Edge Connector, 0.156" pitch | EDAC | 305 - 020 - 500 - 202 | 0 | ||
| Rts | 100 ohm, Temp Sense Resistor | 0805 | Vishay | PTS08051B100RP 100 | 0 |
八、性能特性
文檔中給出了不同輸出電流、輸入電壓下的效率曲線以及熱降額曲線，還有特定條件下的啟動曲線。這些曲線能幫助工程師更好地了解模塊在不同工況下的性能表現(xiàn)，從而進(jìn)行合理的設(shè)計和應(yīng)用。
九、Gerber和CAD文件
Gerber和CAD文件可從相關(guān)產(chǎn)品文件夾中下載，方便工程師進(jìn)行進(jìn)一步的設(shè)計和開發(fā)。
十、PCB布局圖
文檔提供了演示板的頂層、內(nèi)部層、底層等各層的布局圖，包括絲印層。這些布局圖對于理解電路板的結(jié)構(gòu)和布線非常有幫助，工程師可以根據(jù)實際需求進(jìn)行參考和調(diào)整。
總之，德州儀器的LMZ13610/8/6和LMZ12010/8/6演示板為電源模塊的應(yīng)用提供了一個很好的平臺，通過對其詳細(xì)的了解和合理使用，工程師可以更高效地完成相關(guān)設(shè)計。大家在使用過程中遇到什么問題，歡迎在評論區(qū)交流討論。
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