Texas Instruments LM5157EVM-SEPIC评估模块经配置用于评估LM5157宽输入非同步SEPIC转换器的运行情况。LM5157EVM-SEPIC评估模块采用4V至32V输入，提供稳定的12V输出（电流高达1A），开关频率为2.1MHz。当模块上的输入电压介于4 V至6 V之间时，输出功率降额至6 W。该评估模块工厂预装有LM5157-Q1转换器。

数据手册：*附件：Texas Instruments LM5157EVM-SEPIC评估模块数据手册.pdf

测试设置

应用电路原理图

基于LM5157EVM-SEPIC评估模块的SEPIC转换器设计与性能分析

模块概述

LM5157EVM-SEPIC评估模块具有以下核心特性：

• ‌宽输入电压范围‌：4V至32V，覆盖典型汽车电池电压范围
• ‌稳定输出‌：12V稳压输出，精度达1%
• ‌功率输出‌：12W(输入电压6-32V时)，输入4-6V时降额至6W
• ‌高频工作‌：2.1MHz开关频率
• ‌高效转换‌：峰值效率>88%

该模块出厂时预装LM5157-Q1芯片，但通过更换IC，也可用于评估LM51571-Q1、LM5157、LM51571、LM51581-Q1、LM5158-Q1、LM51581和LM5158等器件的性能。

电气性能参数

输入特性

参数	测试条件	最小值	典型值	最大值	单位
输入电压范围	正常操作，1A满负载	6	12	32	V
	功率降额(1A降至0.5A)	4	6		V
输入电压开启	由UVLO/SYNC电阻调节			3.9	V
输入电压关闭	由UVLO/SYNC电阻调节			3.7	V

输出特性

• 输出电压：12V
• 最大输出电流：
  • VIN > 6V时：1A
  • 4V < VIN < 6V时：0.5A-1A(降额)

系统特性

• 开关频率：2.1MHz
• 满负载效率(VIN=12V, IOUT=1A时)：92%
• 工作温度范围：-40°C至125°C

功率降额特性

当输入电压低于6V时，由于所选电感的峰值电流限制，模块输出功率需要降额。具体降额曲线显示：

• 输入电压≥6V时，可支持1A满负载
• 输入电压降至4V时，负载能力降至0.5A
• 在4-6V区间，负载能力线性下降

这一特性使模块能够适应汽车电池电压波动的应用场景，如冷启动时电池电压可能暂时降低的情况。

电路设计与关键元件

评估模块采用典型的SEPIC拓扑结构，核心设计包括：

1. ‌主控IC‌：LM5157/LM51571系列宽输入电压转换器
2. ‌耦合电感‌：4.7μH，10.3A额定电流
3. ‌功率开关管‌：内置MOSFET
4. ‌反馈网络‌：精密电阻分压，确保1%输出电压精度
5. ‌保护电路‌：UVLO(欠压锁定)、热保护等

模块提供了多种BIAS连接选项，可通过跳线选择不同的工作模式，包括：

• 禁用打嗝模式保护并禁用扩频
• 启用打嗝模式保护并启用扩频
• 启用打嗝模式保护并禁用扩频
• 禁用打嗝模式保护并启用扩频

测试结果分析

效率表现

• 输入电压12V，输出1A时，效率可达92%
• 输入电压范围6-30V内，效率维持在较高水平
• 低输入电压(4-6V)时，效率随负载增加而提高

输出稳压性能

• 输入电压6-30V变化时，输出电压维持在12V±1%范围内
• 负载电流0.1-1A变化时，输出电压稳定性良好

热性能

• 输入6V，输出1A条件下，无强制风冷时关键元件温升可控
• 持续低压满功率运行时需注意MOSFET(Q1)的温升

动态响应

• 负载阶跃变化(0.5A↔1A)时，输出电压恢复快速且过冲小
• 不同输入电压下均表现出良好的负载瞬态响应

输出纹波

• 输入6V和18V，输出1A时，输出纹波电压均处于较低水平
• 纹波性能满足多数精密应用的电源需求

应用建议

LM5157EVM-SEPIC评估模块特别适用于以下应用场景：

1. ‌汽车电子系统‌：适应宽输入电压范围，符合汽车电子要求
2. ‌工业电源‌：需要高效率、高可靠性电源的工业设备
3. ‌电池供电设备‌：充分利用SEPIC拓扑的升降压特性
4. ‌分布式电源系统‌：作为中间总线转换器使用

设计注意事项：

• 低压满功率运行时需考虑散热设计
• PCB布局应遵循评估模块的参考设计，特别是功率回路布局
• 输入输出电容选择对性能有显著影响，建议参考BOM表