LMR12010 降壓轉(zhuǎn)換器評估模塊使用指南

在電子設(shè)計領(lǐng)域，降壓轉(zhuǎn)換器是常見且關(guān)鍵的元件，它能將高電壓轉(zhuǎn)換為低電壓，滿足不同電子設(shè)備的供電需求。今天我們就來深入了解一下德州儀器（Texas Instruments）的 LMR12010 降壓轉(zhuǎn)換器評估模塊。

文件下載：LMR12010YMKDEMO/NOPB.pdf

一、LMR12010 簡介

LMR12010 是一款降壓型 DC - DC 調(diào)節(jié)器，有不同的開關(guān)頻率版本，LMR12010X 工作在 1.6 MHz，LMR12010Y 工作在 3 MHz。本次評估模塊使用的是 Y 版本，可將 5V 輸入轉(zhuǎn)換為 1.8V 輸出，最大負(fù)載電流為 1A。其采用的微小低輪廓薄 SOT23 封裝，使設(shè)計所需的電路板面積小于 1 平方英寸，非常適合對空間要求較高的應(yīng)用。

在電路配置上，升壓二極管連接到 (V{IN})，使用此配置時，(V{IN}) 不得超過 (5.5V + V{fD2}) 的最大工作限制，以確保升壓引腳和 SW 引腳之間的電壓 (V{BOOST}-V_{SW}) 不超過 5.5V，保證正常工作。若想了解更多相關(guān)要求，可參考 LMR12010 SIMPLE SWITCHER? 20Vin, 1A 降壓穩(wěn)壓器 SOT - 23 數(shù)據(jù)手冊。

二、模塊特性

1. 輸入輸出范圍

輸入電壓范圍為 3.0V 至 5V（出廠配置），輸出電壓為 1.8V，最大輸出電流可達(dá) 1A。

2. 開關(guān)頻率

開關(guān)頻率為 3 MHz，較高的開關(guān)頻率有助于減小外部元件的尺寸。

3. 尺寸優(yōu)勢

解決方案尺寸小，僅為 17 mm × 17 mm，節(jié)省電路板空間。

三、使能操作

評估板上預(yù)留了一個上拉電阻 R5 的位置（出廠未安裝），當(dāng) (V{IN}) 超過 1.8V（典型值）時，可啟用該器件。該電阻的典型值為 100 KΩ。此外，也可使用 EN 引腳施加邏輯信號來測試器件的啟動和關(guān)閉。需要注意的是，EN 電壓絕不能超過 (V{IN})。

四、輸出電壓調(diào)整

輸出電壓可以通過調(diào)整反饋電阻來改變，計算公式為： [V{OUT}=V{FB}(1+(R{FBT}/R{FBB}))] 其中 (V_{FB}) 為 0.8V。若想了解更多關(guān)于元件選擇和特性的信息，可查閱器件特定的數(shù)據(jù)手冊。

五、測試設(shè)置

1. 快速設(shè)置步驟

2. 測量示意圖

文檔中還給出了效率測量、電壓紋波測量以及邊緣連接器的示意圖，方便工程師進(jìn)行實(shí)際測試和測量。

六、典型性能特性

1. 效率與負(fù)載電流關(guān)系

從效率與負(fù)載電流的關(guān)系圖（Figure 6 - 1）可以看出，在不同的輸入電壓下（如 (V{IN}=3.3V) 和 (V{IN}=5.0V)），效率隨負(fù)載電流的變化情況。這有助于工程師根據(jù)實(shí)際負(fù)載需求評估模塊的效率表現(xiàn)。

2. 負(fù)載瞬態(tài)波形

負(fù)載瞬態(tài)波形圖（Figure 6 - 2）展示了從 (I_{OUT}=100mA) 到 1000mA 變化時的輸出電壓響應(yīng)，可用于評估模塊在負(fù)載突變時的動態(tài)性能。

3. 開關(guān)節(jié)點(diǎn)和輸出電壓波形

開關(guān)節(jié)點(diǎn)和輸出電壓波形圖（Figure 6 - 3）能讓工程師觀察到開關(guān)過程中節(jié)點(diǎn)電壓和輸出電壓的變化情況，有助于分析開關(guān)特性和紋波情況。

4. 啟動波形

啟動波形圖（Figure 6 - 4）顯示了模塊啟動過程中的電壓變化，對于了解模塊的啟動特性和穩(wěn)定性很有幫助。

七、布局設(shè)計

文檔提供了評估板的各層布局圖，包括頂層、頂層覆蓋層、內(nèi)層 1、內(nèi)層 2、底層和底層覆蓋層。合理的布局設(shè)計對于減少干擾、提高模塊性能至關(guān)重要。工程師在進(jìn)行實(shí)際設(shè)計時，可以參考這些布局圖，優(yōu)化自己的 PCB 設(shè)計。

八、附加電路配置原理圖

文檔給出了不同 (V{BOOST}) 派生方式的電路配置原理圖，如從 (V{OUT})、(V{SHUNT})、串聯(lián)齊納二極管（(V{IN})）和串聯(lián)齊納二極管（(V{OUT})）派生 (V{BOOST}) 的原理圖。這些原理圖為工程師提供了更多的電路配置選擇，可根據(jù)實(shí)際應(yīng)用需求進(jìn)行靈活調(diào)整。

九、修訂歷史

從修訂歷史可以看出，從 2013 年 4 月的 A 版本到 2021 年 12 月的 B 版本，主要進(jìn)行了表格、圖形和交叉引用編號格式的更新，用戶指南標(biāo)題的更新以及內(nèi)容的編輯以提高清晰度。這也提醒我們在使用文檔時，要關(guān)注版本信息，確保使用的是最新的設(shè)計和操作指導(dǎo)。

在實(shí)際設(shè)計中，你是否遇到過類似降壓轉(zhuǎn)換器的應(yīng)用難題呢？對于 LMR12010 評估模塊的這些特性和配置，你認(rèn)為在哪些具體應(yīng)用場景中會發(fā)揮最大優(yōu)勢呢？歡迎在評論區(qū)分享你的經(jīng)驗(yàn)和想法。