德州仪器LMR36502EVM降压转换器评估模块技术解析

描述

Texas Instruments LMR36502EVM转换器评估模块(EVM)可帮助设计人员评估LMR36502宽输入降压稳压器的运行情况和性能。LMR36502是一款易于使用的同步降压直流/直流转换器,能够驱动高达150mA的负载电流,输入电压高达65V。LMR36502在轻负载时具有超低工作静态电流和高效率。Texas Instruments LMR36502采用小型2mm x 2mm HotRod ™封装,EMI解决方案尺寸非常小。

数据手册:*附件:Texas Instruments LMR36502EVM转换器评估模块数据手册.pdf

特性

  • 宽输入电压范围:3V至65V
  • 固定输出默认电压:3.3V
  • 输出电流:高达150mA
  • 默认开关频率(带跳线):2.2MHz

测试设置

评估模块

德州仪器LMR36502EVM降压转换器评估模块技术解析

1. 产品概述

LMR36502EVM是德州仪器(TI)推出的一款基于LMR36502器件的降压转换器评估模块,主要面向宽输入电压应用场景设计。该评估模块具有以下核心特性:

  • 宽输入电压范围‌:3.5V至65V(标称12V输入)
  • 输出电压‌:固定3.3V(可通过RT引脚调整)
  • 输出电流‌:最高150mA持续负载能力
  • 开关频率‌:可配置为1MHz或2.2MHz(默认2.2MHz)
  • 工作温度‌:-40°C至+125°C(环境温度)

2. 关键电气性能

根据数据手册提供的测试数据,模块在典型工作条件下的主要性能参数如下:

效率特性‌:

  • 12V输入时,满载效率可达90%
  • 48V输入时,满载效率仍保持84%以上

负载调整率‌:

  • 整个负载范围(0-150mA)内输出电压变化不超过0.1%

线路调整率‌:

  • 输入电压从5V变化到65V时,输出电压变化不超过0.1%

瞬态响应‌:

  • 负载阶跃变化(0A至150mA,1A/μs斜率)时,输出电压下冲小于50mV

3. 硬件设计与配置

3.1 测试点功能

评估板提供多个关键测试点,便于系统评估:

  • VIN_EMI‌:带EMI滤波的输入电源接入点(推荐用于传导发射测试)
  • VIN‌:芯片直接输入电压测量点(EMI滤波后)
  • VOUT‌:输出电压测试点
  • EN‌:使能控制引脚(默认通过R1上拉至VIN)
  • PGOOD‌:电源正常指示信号(开漏输出)
  • RT‌:频率调节引脚(用于非跳线模式的频率设置)

3.2 关键跳线配置

模块提供三组关键跳线用于功能配置:

  1. JEN跳线‌:
    • 开路(默认):通过R2上拉使能芯片
    • 短接:禁用芯片
  2. JPGOOD跳线‌:
    • 1-2短接:PGOOD上拉至VCC
    • 2-3短接:PGOOD上拉至VOUT(默认不焊接)
  3. JRT跳线‌:
    • 1-2短接:设置开关频率为2.2MHz(默认)
    • 2-3短接:设置开关频率为1MHz
    • 开路:通过外部RT电阻设置频率

3.3 典型外围元件

  • 功率电感L1‌:100μH屏蔽式线绕电感(额定电流620mA)
  • 输入电容‌:47μF/100V铝电解电容+2.2μF/100V陶瓷电容组合
  • 输出电容‌:22μF/25V X7R陶瓷电容(四颗并联)
  • 反馈电阻‌:RFBT=43.2kΩ,RFBB=100kΩ(固定3.3V输出)

4. 快速启动指南

  1. 连接电源‌:在VIN_EMI和GND_EMI之间接入3.5V-65V直流电源
  2. 连接负载‌:在VOUT和GND测试点之间接入电子负载
  3. 设置电源参数‌:
    • 电压设为所需值(如12V)
    • 电流限制设为适当值(建议≥200mA)
  4. 上电运行‌:默认配置下,模块将输出稳定的3.3V电压
  5. 监控参数‌:使用示波器监测输出电压纹波(典型值<10mVpp)

5. 典型应用场景

  1. 工业控制系统‌:为PLC、传感器等提供稳定低压电源
  2. 通信设备‌:基站辅助电源、光模块供电
  3. 汽车电子‌:车载信息娱乐系统电源(需符合AEC-Q100标准)
  4. 测试测量设备‌:作为可编程电源的基准源

6. 设计注意事项

  1. 布局建议‌:
    • 保持功率路径(VIN-SW-VOUT)短而宽
    • 高频开关节点远离敏感模拟信号
    • 使用多层板设计,提供完整地平面
  2. 热管理‌:
    • 连续满载工作时芯片温度可达80°C
    • 高环境温度应用建议增加散热措施
  3. EMI优化‌:
    • 输入EMI滤波器已集成在评估板上
    • 实际应用中可根据测试结果调整滤波器参数

7. 性能测试数据

效率曲线‌(3.3V输出):

  • 12V输入时:90%@10mA,89%@150mA
  • 24V输入时:88%@10mA,86%@150mA
  • 48V输入时:85%@10mA,84%@150mA

热性能‌(24V输入,150mA负载):

  • 环境温度25°C时,芯片表面温度65°C
  • 无强制散热条件下可连续工作
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