德州儀器LM267X 3A、5A評估板使用指南
德州儀器LM267X 3A、5A評估板使用指南
在電子工程師的日常工作中，高效的電源管理是一個關(guān)鍵的設(shè)計環(huán)節(jié)。德州儀器（Texas Instruments）的LM267X系列評估板為我們提供了一個很好的測試和驗證平臺，下面就為大家詳細介紹一下這款評估板。
文件下載：LM2673-5.0EVAL.pdf
評估板概述
LM267X評估板主要用于評估LM267X SIMPLE SWITCHER系列的3A和5A高效降壓（Buck）開關(guān)穩(wěn)壓器。其設(shè)計初衷是讓用戶能夠?qū)Ω鞣N電路拓撲和組件進行實驗，不過并沒有針對尺寸進行優(yōu)化。該評估板支持使用通孔和表面貼裝組件進行構(gòu)建，但穩(wěn)壓器IC只能作為表面貼裝組件放置在板上，并且其接地層可作為散熱片。
支持的設(shè)備
| 評估板支持的LM267X系列高電流穩(wěn)壓器及其特點如下： | 設(shè)備 | 最大負載電流（A） | 特殊功能 |
|---|---|---|---|
| LM2670 | 3 | ON/OFF，外部頻率同步能力 | |
| LM2673 | 3 | 可調(diào)電流限制，軟啟動 | |
| LM2676 | 3 | ON/OFF | |
| LM2677 | 5 | ON/OFF，外部頻率同步能力 | |
| LM2678 | 5 | ON/OFF | |
| LM2679 | 5 | 可調(diào)電流限制，軟啟動 |
組件標簽與功能
| 評估板的印刷電路板（PCB）上標注了所有可能設(shè)計選項所需組件的位置。以下是部分組件標簽及其功能： | 標簽 | 功能 |
|---|---|---|
| U1 | LM267開關(guān)穩(wěn)壓器IC | |
| CIN | 輸入電容器，適用于所有設(shè)備 | |
| CINX | 0.47 μF，可選高頻輸入旁路電容器，建議在所有設(shè)計中使用 | |
| CB | 升壓電容器，適用于所有設(shè)備 | |
| D1 | 續(xù)流二極管，適用于所有設(shè)備 | |
| R1 | 可調(diào)輸出轉(zhuǎn)換器的反饋電阻，固定輸出轉(zhuǎn)換器此標簽留空 | |
| R2 | 可調(diào)輸出轉(zhuǎn)換器的反饋電阻（典型值1 kΩ），固定輸出電壓轉(zhuǎn)換器此標簽短路 | |
| R3* | LM2673、LM2679的電流限制電阻；LM2670和LM2677的同步輸入電阻（1 kΩ）；LM2676和LM2678不插入 | |
| L1 | 電感器，適用于所有設(shè)備 | |
| CSYNC | 同步輸入電容器（100 pF），僅適用于LM2670和LM2677 | |
| CSS | 軟啟動電容器，僅適用于LM2673和LM2679 | |
| COUTX | 0.47 μF，可選高頻輸出旁路電容器，適用于所有設(shè)備 | |
| COUT | 輸出電容器，適用于所有設(shè)備 |
特殊注意事項
評估板主要設(shè)計用于使用所有表面貼裝組件進行電路實現(xiàn)。但小的串聯(lián)“走線電感”，特別是來自開關(guān)輸出引腳的電感，可能會在開關(guān)輸出處產(chǎn)生高頻（幾十MHz）振鈴信號。如果出現(xiàn)問題，可以通過在開關(guān)輸出到地之間使用串聯(lián)RC阻尼器或緩沖網(wǎng)絡(luò)來減少或消除這種振鈴。在實際終端應用中，如果在PCB設(shè)計中注意盡量減小走線長度，通常不需要這些組件。
示例電路設(shè)計
5V/3A轉(zhuǎn)換器（表面貼裝組件）
| 此設(shè)計旨在將8V至12V的電壓范圍轉(zhuǎn)換為5V直流電壓，負載電流為3A，并且僅使用表面貼裝組件。軟啟動持續(xù)時間設(shè)置為1至1.5 ms。 | 組件 | 值 | 建議的零件編號 |
|---|---|---|---|
| U1 | Texas Instruments LM2673 | - | |
| CIN | 2 x 33 μF/35V | Vishay 594D336X0035R2T | |
| CINX | 0.47 μF | Vishay VJ1210U474ZXAA | |
| CB | 0.01 μF/50V | Vishay VJ1206Y103MXXA | |
| D1 | 3A/60V肖特基（3A時450 mV） | Motorola MBRD360 | |
| R3* | 7.15 kΩ | Vishay CRCW12067151J（5.19A電流限制） | |
| L1 | 22 μH | SUMIDA ELECTRIC CO. CDRH127 - 220 | |
| CSS | 3.3 nF/100V（軟啟動） | Vishay VJ1206Y33ZJXBAB | |
| COUTX | 0.47 μF | Vishay VJ1210U474ZXAA | |
| COUT | 2 x 180 μF/16V | Vishay 594D187X0016R2T |
5V/5A設(shè)計（表面貼裝組件）
| 該設(shè)計將14V至28V的輸入電壓轉(zhuǎn)換為5V輸出電壓，最大負載電流為5A，同樣僅使用表面貼裝組件。穩(wěn)壓器的電流限制設(shè)置為約7.0A，軟啟動時間設(shè)置為約1.0 ms，以限制啟動浪涌電流。 | 組件 | 值 | 建議的零件編號 |
|---|---|---|---|
| U1 | Texas Instruments LM2679 | - | |
| CIN | 3 x 15 μF/50V | Vishay 594D156X0050R2T | |
| CINX | 0.47μF | Vishay VJ1210U474ZXAA | |
| CB | 0.01μF/50V | Vishay VJ1206Y103ZXXA | |
| D1 | 8A/35V肖特基（5A時500 mV） | Motorola MBRD835L | |
| R3* | 4.99 kΩ | Vishay CRCW12064991J（7.19A電流限制） | |
| L1 | 15 μH | Coilcraft D05022P - 153 | |
| CSS | 4.7 nF/100V（1.0 ms軟啟動） | Vishay VJ1206Y47ZJXBAB | |
| COUTX | 0.47 μF | Vishay VJ1210U474ZXAA | |
| COUT | 2 x 180 μF/16V | Vishay 594D187X0016R2T |
評估板操作
設(shè)置
LM2673S - 5_EVAL和LM2679S - 5_EVAL評估板可直接進行測試，只需將輸入電壓連接到VIN和GND引腳，輸出可從VOUT引腳獲取。其他感興趣的信號，如開關(guān)輸出（SW out）和軟啟動（C_SS）引腳，都有明確標記，方便檢查信號完整性。當使用軟啟動功能時，軟啟動引腳有ON/OFF輸入。
操作條件
LM267x系列穩(wěn)壓器的輸入源必須為8V或更高才能正常設(shè)置和操作。LM2673S - 5_EVAL評估板的輸入電壓范圍為8V至12V，LM2679S - 5_EVAL的輸入電壓范圍為14V至28V。LM267x系列穩(wěn)壓器的最大電壓額定值為40V。負載可以從0A應用到設(shè)計的最大值，高于設(shè)計電流限制的更高電流將導致設(shè)計電流限制電路激活。當輸入到輸出的壓差大于10V時，建議在啟動期間有最小負載（至少10 mA），以防止輸出超過所需值。
PCB布局優(yōu)化
在任何開關(guān)穩(wěn)壓器中，布局都非常重要。與布線電感相關(guān)的快速開關(guān)電流會產(chǎn)生電壓瞬變，從而導致問題。為了最小化電感和接地環(huán)路，PCB上的印刷電路走線應盡可能寬和短。為了獲得最佳效果，外部組件應使用接地層結(jié)構(gòu)或單點接地，盡可能靠近開關(guān)IC放置。如果使用開放式磁芯電感器，必須特別注意這種類型電感器的位置和定位。允許電感器磁通與敏感反饋、IC接地路徑和(C_{OUT})布線相交可能會導致問題。使用可調(diào)版本時，必須特別注意反饋電阻及其相關(guān)布線的位置。將兩個電阻物理上靠近IC放置，并將布線遠離電感器，特別是開放式磁芯類型的電感器。
在實際設(shè)計中，大家可以根據(jù)具體需求選擇合適的電路設(shè)計，并嚴格按照操作條件和布局優(yōu)化原則進行操作，這樣才能充分發(fā)揮LM267X評估板的性能。大家在使用過程中遇到過哪些問題呢？歡迎在評論區(qū)分享交流。
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