探索LM22673评估板：设计、性能与应用全解析

在电子工程师的日常工作中，开关稳压器的评估和应用是一项重要任务。今天，我们就来深入了解一下德州仪器（Texas Instruments）的LM22673评估板，看看它在实际应用中的表现和设计要点。

文件下载：LM22673EVAL/NOPB.pdf

评估板简介

LM22673评估板旨在展示LM22673开关稳压器的强大功能。它的设计允许在4.5V至42V的输入电压范围内，提供高达3A负载电流的3.3V输出电压。不过，由于集成N沟道MOSFET的低(R_{DS(ON)})和最大占空比限制，当输入电压为4.5V时，仅能为最高500mA的负载电流提供3.3V输出电压；若负载电流超过500mA，则需要5.5V或更高的输入电压。该评估板的典型工作频率为500kHz，且能在最高50°C的环境温度下正常运行。

性能参数

• 输入范围：4.5V至42V
• 输出电压：3.3V
• 输出电流范围：0A至3A
• 工作频率：500kHz
• 板尺寸：1.5 × 1.5英寸
• 封装：SO PowerPAD

在4.5V至6V的低输入电压下，可能需要约5mA的最小负载才能达到稳定的3.3V输出电压。若想了解更多细节，可参考LM22673/LM22673Q 42V, 3A SIMPLE SWITCHER, Step - Down Voltage Regulator with Features (SNVS586)。

评估板设置

在给LM22673评估板供电之前，需要仔细验证所有外部连接。要确保外部电源关闭，并正确连接到VIN和GND引脚。可根据需要在VOUT和GND引脚之间连接负载电阻或电子负载。VIN和VOUT的连接应使用各自最近的GND引脚，并且可以使用万用表或示波器在VOUT引脚监测输出电压。

当所有连接都验证无误后，就可以施加输入电源了。启动时，负载电阻或电子负载并非必需连接。施加输入电压后，输出电压会升高。要确保外部电源（输入电压电源）能够提供足够的电流，以获得调整后的输出电压，同时要注意启动电流会大于稳态电流。

软启动功能

电容C6用于设置软启动的程度，评估板使用了1µF的软启动电容来实现缓慢启动。关于软启动功能的详细信息，可查阅LM22673数据手册（SNVS586）。

电流限制调整

可以通过使用电阻R3来降低LM22673的标称峰值电流限制。不过，评估板上未安装R3，这使得电流限制设定为LM22673数据手册中规定的标称电流限制。若想了解电流限制调整功能的更多信息，同样可参考数据手册（SNVS586）。

组件选择

在更改默认组件之前，应参考LM22673/LM22673Q 42V, 3A SIMPLE SWITCHER, Step - Down Voltage Regulator with Features (SNVS586)了解组件选择的相关信息。此外，德州仪器网站上还提供了WEBENCH®设计师在线电路仿真工具，方便工程师进行设计和评估。

输出电压调整

输出电压可通过图1中的电阻R1和R2进行调整。对评估板反馈电阻的任何更改可能需要相应地改变电感器和输出电容的值。特别是当输出电压调整到高于5V时，更改输出电容C4尤为重要。

肖特基二极管选择

肖特基二极管D1的额定电压为60V，以允许42V的最大输入电压。如果输入电压低于38V，可以使用40V的肖特基二极管，其较低的正向电压有助于提高效率。为了改善散热，可选择D2PAK封装的肖特基二极管以获得更高的效率。

输入电容

输入电容C2并非总是必需的，但在评估板上安装它可以使应用更加稳定，并在突然施加电源时最小化输入电压的振铃。电容C2还有助于稳定转换器环路的传递函数。输入电容C1主要为开关电流提供支持。这两个电容的选择仅适用于LM22673的评估，在生产设计中，需要考虑电源的阻抗以及所选输入电容的纹波电流额定值，并进行相应的修改。

输出电容

输出电容C5未安装，但评估板上预留了空间，可添加第二个输出电容以进一步降低输出电压纹波。

物料清单

Ref #	Value	Supplier	Part Number
C1	6.8 µF 50V陶瓷	TDK	C4532X7R1H685M
C2	22 µF 63V电解	Panasonic	EEEFK1J220XP
C3	10 nF 50V陶瓷	TDK	C1608X7R1H103K
C4	120 µF 6.3V 24mohm	Nippon Chemi - Con	APXE6R3ARA121ME61G
C5	未安装	-
C6	1 µF 10V陶瓷	TDK	C1608Y5V1A105Z
D1	60V 5A CMSH5 - 60	Central Semiconductor	CMSH5 - 60
L1	8.2 µH 6.25A WE - PD L	Wurth	744771008
		Coilcraft	MSS1260 - 822MX
R1	976 Ω 1%	-	CRCW0603976RFKEA
R2	1.54 k Ω 1%	-	CRCW06031K54FKEA
R3	未安装	-
U1		Texas Instruments	LM22673

性能特性与PCB布局

除非另有说明，性能测试的条件为(V{IN }=12 ~V)，(T{A}=25^{circ} C)。文档中给出了启动波形、3A负载下的运行情况、效率与输出电流的关系以及整体环路增益和相位等性能特性曲线。此外，还展示了PCB布局图，这对于工程师理解评估板的设计和布线非常有帮助。

重要注意事项

德州仪器保留对其半导体产品和服务进行改进、更改和停产的权利。买家在下单前应获取最新相关信息，并验证其准确性和完整性。同时，德州仪器对组件的性能提供保修，但不承担买家产品设计和应用的责任。在使用TI组件时，买家需要确保符合所有法律、法规和安全相关要求，并采取适当的设计和操作保障措施。

你在使用LM22673评估板的过程中遇到过哪些问题？或者你对评估板的设计和性能有什么独特的见解吗？欢迎在评论区分享你的经验和想法。