LM74900Q1EVM评估模块技术解析与应用指南

科技观察员 2025-08-21 786

描述

Texas Instruments LM74900Q1EVM评估模块配置用于评估LM74900-Q1的运行情况。LM74900-Q1理想二极管控制器适合用于反向电池保护应用。LM74900Q1EVM可确定LM74900-Q1如何控制两个背靠背N沟道功率MOSFET，以模拟理想的二极管整流器。该仿真具有电源路径开/关控制、过流和过压保护特性。

数据手册：*附件：Texas Instruments LM74900Q1EVM评估模块数据手册.pdf

特性

工作电压范围：3V至65V
5A至10A可调过流保护（使用板载跳线）
可编程断路器计时器模拟电流监测输出
用于指示故障的LED状态指示

PCB布局

评估模块

测试设备设置

评估模块

LM74900Q1EVM评估模块技术解析与应用指南

一、产品概述

LM74900Q1EVM是德州仪器(TI)推出的一款汽车级理想二极管控制器评估模块，专为评估LM749x0-Q1系列器件性能而设计。该模块通过驱动背对背N沟道MOSFET，实现了带有电源路径开关控制的理想二极管整流功能，同时集成了过流、短路和过压保护。

核心特性

‌宽电压输入范围‌：3V至65V，支持12V和24V汽车电池系统
‌负压耐受能力‌：可承受低至-65V的负向电压
‌双MOSFET架构‌：集成理想二极管控制器(DGATE)和电源路径开关控制(HGATE)
‌多重保护机制‌：过流、短路、过压及欠压保护
‌可编程功能‌：5A/10A可调过流保护、电路断路器定时器、自动重试/锁定选项
‌状态指示‌：故障指示灯和输出状态LED

二、硬件架构详解

1. 系统组成

评估模块包含三个主要部分：

‌主控芯片‌：默认搭载LM74910-Q1(可更换为LM74900-Q1)
‌功率开关‌：外部背对背N沟道MOSFET(Q3/Q4)
‌接口电路‌：包含配置跳线、测试点和状态指示灯

2. 关键电路设计

‌电源输入保护‌：
- LM74610QDGKRQ1驱动CSD18513Q5A MOSFET实现反极性保护
- 150μF电容+1mH电感组成π型滤波器
- 33V TVS二极管(D1)提供过压保护
‌电流检测‌：
- IPROPI引脚输出比例电流(0.54V/A或0.27V/A可选)
- 计算公式：ITRIP = VITRIP_LVL/RIPROPI × AIPROPI
- 通过J11跳线选择5A或10A过流保护阈值
‌定时器配置‌：
- J10跳线选择1ms/10ms定时或锁定模式
- 可编程故障响应时间

三、典型应用场景

‌汽车电子系统‌：
- ADAS域控制器电源保护
- 摄像头/雷达ECU反向电池保护
- 车载信息娱乐系统(head unit)
- 高端音频放大器
‌工业电源管理‌：
- 24V工业总线供电设备
- 电机驱动保护电路
- 电源冗余系统
‌其他应用‌：
- 电信设备电源保护
- 太阳能系统防反接保护
- 电池管理系统(BMS)

四、评估测试指南

1. 基本测试配置

‌测试设备要求‌：
- 可调电源(0-60V/0-50A)
- 数字万用表
- 示波器(建议DPO2024或等效型号)
- 负载电阻(支持50A/60V)
‌默认跳线设置‌：| 跳线 | 设置 | 功能 |
| ------ | ------ | ------------------- |
| J5 | 1-2 | EN接C(高电平使能) |
| J6 | 1-2 | 禁用SLEEP模式 |
| J11 | 3-4 | 5A过流保护 |

2. 关键测试项目

‌上电/断电测试‌：
- 通过J5控制EN引脚
- 观察VCAP-VVS、VOUT、HGATE和DGATE波形
- 典型启动时间<10ms
‌过压保护测试‌：
- 逐步增加输入电压至40V
- 验证37V过压保护阈值
- 观察HGATE关断行为
‌过流响应测试‌：
- 负载从4A阶跃至6A(5A保护阈值)
- 测量响应时间和自动重试周期
- 典型响应时间<1μs
‌输出短路测试‌：
- 输出端直接对地短路
- 验证短路保护响应
- 最大短路电流限制

五、设计注意事项

‌热管理‌：
- 功率MOSFET需适当散热
- 连续工作电流限制
- 环境温度不超过85°C
‌布局建议‌：
- 输入电容靠近VIN引脚
- 功率走线短而宽
- 合理布置接地过孔
‌安全警告‌：
- 操作时注意高压区域
- 避免输出短路
- 正确连接负载后再上电

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