LM5168PEVM穩(wěn)壓器評估模塊技術(shù)解析與應(yīng)用指南

Texas Instruments LM5168PEVM穩(wěn)壓器評估模塊 (EVM) 是一款完全組裝且經(jīng)過測試的電路，用于評估LM5168P 115V直流/直流Fly-Buck穩(wěn)壓器（采用同步整流技術(shù)，在小尺寸內(nèi)實(shí)現(xiàn)高轉(zhuǎn)換效率）。Texas Instruments LM5168PEVM可在20V至115V寬輸入電壓范圍內(nèi)工作，以高達(dá)0.3A電流和500kHz開關(guān)頻率提供12V穩(wěn)壓輸出。

數(shù)據(jù)手冊；*附件：Texas Instruments LM5168PEVM穩(wěn)壓器評估模塊 (EVM)數(shù)據(jù)手冊.pdf

特性

集成式同步整流
低工作靜態(tài)電流
輕負(fù)載時(shí)高效

板布局

LM5168PEVM穩(wěn)壓器評估模塊技術(shù)解析與應(yīng)用指南

一、產(chǎn)品概述與核心特性

?LM5168PEVM?是德州儀器(TI)推出的一款高壓降壓穩(wěn)壓器評估模塊，基于LM5168P同步降壓轉(zhuǎn)換器設(shè)計(jì)，具有以下顯著特點(diǎn)：

?超寬輸入電壓范圍?：20V至115V工作輸入(120V絕對最大值)
?高效率同步整流?：集成高邊和低邊功率MOSFET
?精準(zhǔn)輸出調(diào)節(jié)?：12V輸出±1.5%設(shè)定點(diǎn)精度
?先進(jìn)保護(hù)功能?：集成過流保護(hù)、精密使能控制
?緊湊設(shè)計(jì)?：采用8引腳SO-PowerPAD封裝(4.89mm×3.90mm)

二、關(guān)鍵電氣參數(shù)

在24V輸入電壓下的典型性能表現(xiàn)：

參數(shù)	測試條件	典型值	單位
輸入電壓范圍	-	20-115	V
輸出電流	最大連續(xù)	0.3	A
開關(guān)頻率	-	505	kHz
空載輸入電流	VIN=24V	29	μA
滿載效率	VIN=24V	93%	-
軟啟動(dòng)時(shí)間	-	3.5	ms

三、硬件架構(gòu)設(shè)計(jì)

3.1 功率級設(shè)計(jì)

?輸入濾波網(wǎng)絡(luò)?：
- 100μF/250V陶瓷電容(C21)作為初級儲能
- 4.7μF/100V X7R陶瓷電容(C16/C17)組成高頻去耦
- 2000Ω@100MHz磁珠(L3)抑制高頻噪聲
?功率轉(zhuǎn)換級?：
- 56μH屏蔽電感(L1)降低輻射EMI
- 集成80V/60V耐壓的同步MOSFET
?輸出濾波網(wǎng)絡(luò)?：
- 22μF X5R陶瓷電容×2(C6/C7)
- 采用Type III紋波注入技術(shù)優(yōu)化穩(wěn)定性

3.2 控制子系統(tǒng)

?恒定導(dǎo)通時(shí)間(COT)控制?：
- 輸入電壓前饋保持固定頻率
- 需FB引腳足夠紋波確保穩(wěn)定
?使能/欠壓鎖定?：
- 通過R5(1MΩ)和R7(332kΩ)設(shè)置
- 典型開啟閾值6V，關(guān)閉閾值5.6V

四、評估模塊使用指南

4.1 快速啟動(dòng)步驟

連接輸入電源至VIN端子(20-115V)
連接負(fù)載至VOUT端子(最大0.3A)
開啟電源，模塊自動(dòng)啟動(dòng)輸出12V

4.2 進(jìn)階配置選項(xiàng)

?EMI濾波器啟用?：
- 需安裝L2(15μH)和C18(4.7μF)
- 輸入連接改為VINEMI端子
?UVLO閾值調(diào)整?：
- 修改R5/R7電阻值
- 移除電阻可外接控制信號
?功率監(jiān)測點(diǎn)?：
- TP1: 輸出電壓監(jiān)測
- PGOOD: 電源正常指示

五、PCB設(shè)計(jì)要點(diǎn)

?熱管理設(shè)計(jì)?：
- 4層板結(jié)構(gòu)(頂層/底層2oz銅)
- PowerPAD下方陣列式散熱過孔
- 中層層1為完整地平面
?布局建議?：
- 輸入電容盡量靠近VIN引腳
- SW節(jié)點(diǎn)面積最小化
- FB走線遠(yuǎn)離噪聲源
?安全間距?：
- 輸入側(cè)保持≥1mm爬電距離
- 高壓走線采用45°轉(zhuǎn)角

六、典型應(yīng)用場景

?工業(yè)控制系統(tǒng)?：
- PLC模塊的輔助電源
- 符合AEC-Q100汽車級認(rèn)證
?通信設(shè)備?：
- 基站電源分配單元
- PoE供電設(shè)備
?測試測量儀器?：
- 高精度儀表的隔離電源
- 支持-40°C至+150°C工作

七、性能曲線分析

?效率特性?：
- 24V輸入時(shí)峰值效率93%
- 60V輸入時(shí)效率86%
?負(fù)載調(diào)整率?：
- 0-300mA負(fù)載變化時(shí)ΔVout<70mV
?瞬態(tài)響應(yīng)?：
- 100mA階躍負(fù)載恢復(fù)時(shí)間<200μs

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