德州仪器LMR54410EVM评估模块技术解析

描述

Texas Instruments LMR54410EVM转换器评估模块 (EVM) 是用于评估LMR54410的组装完备且经过测试的电路。该板设有可启用引脚的跳线连接器,可为VIN或外部高电平使能提供上拉器件。Texas Instruments LMR54410EVM设置位3.3V-Vout。此电路板还具有适用于环路测量的交流信号注入端子。

数据手册:*附件:Texas Instruments LMR54410EVM转换器评估模块 (EVM)数据手册.pdf

特性

  • 输入电压范围:4V至36V
  • 精确的3.3V输出
  • 输出电流高达1A
  • 1100kHz开关频率
  • 断续模式短路电流保护
  • 内部补偿

板布局

连接器

德州仪器LMR54410EVM评估模块技术解析

评估模块概述

德州仪器(TI)的LMR54410EVM是一款用于评估LMR54410系列宽输入同步降压稳压器的客户评估模块。该模块支持4V至36V的宽输入电压范围,默认提供3.3V输出,最大输出电流可达1A,开关频率为1100kHz。

核心特性‌:

  • 宽电压输入范围‌:4V至36V
  • 高效同步降压‌:集成上下管MOSFET
  • 多重保护机制‌:内置短路保护的打嗝模式
  • 简化设计‌:内部补偿网络减少外部元件
  • 小型封装‌:采用SOT23-6封装

硬件架构详解

1. 主要硬件模块

LMR54410EVM包含以下关键硬件组件:

  • 电源管理‌:LMR54410主控芯片(U1)
  • 输入输出接口‌:
    • TP1(VIN)/TP2(GND):电源输入端子
    • TP3(VOUT)/TP4(GND):稳压输出端子
  • 使能控制‌:JP1跳线器(3引脚)
  • 测试点‌:TP7/TP6/TP9用于环路响应测量

2. 关键电路设计

输入滤波电路‌:

  • C1(2.2μF)和C2(0.1μF)组成输入滤波网络
  • 采用X7R材质陶瓷电容,保证高温稳定性

输出滤波电路‌:

  • L1(15μH)功率电感
  • C4(10μF)输出滤波电容
  • 低ESR设计优化纹波性能

反馈网络‌:

  • 默认配置:R4(69.8kΩ)和R5(22.1kΩ)分压网络
  • 输出电压公式:VOUT = 0.8V × (1 + R4/R5)

快速启动指南

  1. 电源连接‌:
    • 将4-36V电源正极接TP1(VIN)
    • 电源负极接TP2(GND)
  2. 使能设置‌:
    • JP1跳线设置:
      • 1-2短接:禁用转换器
      • 2-3短接:通过VIN UVLO使能
  3. 输出测量‌:
    • 使用万用表测量TP3(VOUT)与TP4(GND)间电压
    • 默认应输出3.3V
  4. 负载测试‌:
    • 在TP3和TP4之间连接负载
    • 最大负载电流不超过1A

PCB布局设计

LMR54410EVM采用4层PCB设计:

  • 顶层‌:主要功率路径和元件布局
  • 中间层1‌:完整地平面
  • 中间层2‌:电源平面
  • 底层‌:信号走线和测试点

布局特点‌:

  • 功率路径短而宽,减少寄生电感
  • 输入输出电容靠近芯片放置
  • 敏感信号远离开关节点
  • 测试点合理分布便于测量

典型应用场景

  1. 工业自动化‌:PLC、传感器供电
  2. 汽车电子‌:信息娱乐系统、ADAS模块
  3. 消费电子‌:智能家居设备
  4. 通信设备‌:路由器、交换机电源

设计考量与建议

  1. 热管理‌:
    • 确保环境温度不超过器件额定值
    • 必要时添加散热措施
  2. PCB布局‌:
    • 保持功率回路面积最小化
    • 避免敏感信号与功率路径平行走线
  3. 元件选择‌:
    • 使用低ESR电容
    • 选择饱和电流足够的电感
  4. 保护电路‌:
    • 输入过压保护
    • 输出过流保护
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