深入剖析AN - 1208 LM2633评估板：设计、应用与故障排除

在电子工程师的日常工作中，评估板是验证和开发新电路的重要工具。今天，我们就来详细探讨一下AN - 1208 LM2633评估板，了解它的各项特性、应用场景以及可能遇到的问题和解决方法。

文件下载：LM2633EVAL.pdf

评估板规格参数

输入输出参数

• 输入电压：该评估板的输入电压范围为5 V至24 V，需要注意的是，由于输入电容的额定电压仅为25 V，所以输入电压不能超过24 V。
• 连续负载电流：它有三个通道，各通道的连续负载电流不同。Ch1为16 A，Ch2为5 A，Ch3为300 mA。
• 输出电压：Ch1的输出电压是DAC可编程的，范围在0.9 V至2.0 V之间；Ch2固定为1.5 V；Ch3固定为2.5 V。

最小稳态占空比

最小稳态占空比为8%。如果稳态占空比低于这个值，可能会导致次谐波振荡，这在设计时需要特别关注。

DIP开关可更改设置

评估板上的DIP开关可以更改多种设置，包括VID0到VID4的逻辑电平、ON/SS1和ON/SS2引脚（可接地或连接电容）、FPWM引脚（可接地或上拉至5 V）以及UV_Delay引脚（可接地或连接电容）。当DIP开关滑动到ON位置时，旁边标注的信号将被接地。

故障排除指南

评估板无法启动

• 检查DIP开关（S1）的设置，确保ON1和ON2不会同时接地。
• 检查输入电源的电流限制设置，启动时电流应大于2A。
• 断开所有负载。
• 确保输入电压在5 V至24 V之间。

电源良好标志未变高

• 确保3.3 V已连接。
• 如果使用示波器探头测量电压，确保示波器未设置为50 Ω终端阻抗。
• 确保三个通道都输出正确的电压。

欠压关机未激活

• 确保DIP开关上的UVD位未接地。
• 通道3在故障条件消失后会恢复正常。

DIP开关切换VID位后评估板关闭

不要直接使用DIP开关动态更改Ch1的电压设置。应将相应的DIP VID位设置为浮空，然后使用信号发生器切换相应的VID端子。

输出电压噪声过大

如果在输出电压波形中看到大的电压尖峰，很可能是探头拾取的噪声。可以通过缩短探头的接地引线来降低探头对辐射噪声的敏感度。

特殊应用设置

使用外部5 V电源为FET驱动器供电

使用内部VLIN5为VDDX引脚供电时，在轻负载下，尤其是输入电压较高时，会有效率损失。如果有外部5 V电源可用，可以考虑使用它。但需要注意时序问题，如果外部5 V电源启动过晚，在软启动过程结束时输出电压仍然过低，UVP（欠压保护）将激活并导致系统关闭。为解决这个问题，建议使用二极管将两个5 V电源轨进行“或”操作，并且外部5 V电源的电压应略高于VLIN5，以确保VLIN5不会为VDDX供电。具体操作是移除评估板上的R16，并将外部5 V连接到“ext5v”端子。

Speedstep™设置

评估板上有五个VID端子。首先确定需要切换的VID引脚，将相应的DIP开关滑动到OFF位置。将信号发生器设置为方波，频率低于1 kHz，电压电平在0 V至5 V之间。将信号发生器连接到相应的VID端子和“sgnd”端子，并在软启动后启用信号发生器。

自适应电压定位（AVP）

AVP是一种在负载较重时降低输出电压，在负载较轻时升高输出电压的技术。它可以为快速负载瞬变提供更多空间，从而节省输出电容。要实现AVP，需要切开短路R17两个焊盘的宽走线，并安装一个电流感测电阻，然后使用R15和R18调整所需的电流反馈量。

在通道3中使用NFET

虽然通道3的G3引脚最大电压可达4 V，但如果输出电压足够低，仍然可以使用NFET作为通晶体管。在该评估板上，可以安装一个TSOP - 6 FET作为Q8。需要查看器件特定数据手册中的“Pin G3的电流源能力与电压”曲线，以确定是否适合在应用中使用NFET。

引脚描述

评估板采用48引脚TSSOP封装，各引脚功能如下：

• FB1（引脚1）：通道1的反馈输入，直接连接到负载。
• COMP1（引脚2）：通道1补偿网络连接（连接到电压误差放大器的输出）。
• NC（引脚3、14、15、20、26、28、37和47）：无内部连接。
• ON/SS1（引脚4）：添加电容到该引脚可提供软启动功能，以最小化浪涌电流和输出电压过冲；该引脚输入低于0.8 V（开集电极类型）时关闭通道1；如果ON/SS1和ON/SS2引脚电压都低于0.8 V，整个芯片将进入关闭模式。
• ON/SS2（引脚5）：功能与ON/SS1类似，用于通道2。
• VID4 - 0（引脚6 - 10）：电压识别代码，每个引脚都有内部上拉，可接受来自CPU的开集电极兼容5位二进制代码。
• UV_DELAY（引脚11）：从该引脚到地连接电容可调整输出欠压锁定的延迟。
• FPWM（引脚12）：当FPWM为低电平时，禁用轻负载下的脉冲跳过模式操作，调节器强制工作在恒定频率模式。
• PGOOD（引脚13）：持续监控输出电压，指示调节器的整体健康状态。
• GND（引脚16 - 17）：低噪声模拟地。
• G3（引脚18）：连接到线性调节器晶体管的基极。
• OUT3（引脚19）：连接到线性调节器的输出。
• FB3（引脚21）：线性调节器的反馈输入，连接到外部电阻分压器的中心。
• COMP2（引脚22）：通道2补偿网络连接（电压误差放大器的输出）。
• FB2（引脚23）：通道2的反馈输入，连接到输出电阻分压器的中心。
• SENSE2（引脚24）：通道2的远程感测引脚，用于跳过模式操作。
• ILIM2（引脚25）：通道2的电流限制阈值设置，以恒定电流吸收电流，通过连接到顶部MOSFET漏极的电阻来检测过流情况。
• KS2（引脚27）：通道2顶部MOSFET漏极的开尔文感测。
• SW2（引脚29）：通道2的开关节点连接，连接到顶部MOSFET的源极。
• HDRV2（引脚30）：通道2的顶部栅极驱动输出。
• CBOOT2（引脚31）：通道2顶部栅极驱动的自举电容连接。
• VDD2（引脚32）：LDRV2栅极驱动器的输入电压电源。
• LDRV2（引脚33）：通道2的低侧栅极驱动输出。
• PGND2（引脚34）：模拟输入电压电源。
• VIN（引脚35）：通道2顶部MOSFET漏极的开尔文感测。
• VLIN5（引脚36）：内部5 V线性调节器的输出，可连接到5 V电源以提高效率。
• PGND1（引脚38 - 39）：通道1的电源地。
• LDRV1（引脚40 - 41）：通道1的底部栅极驱动输出。
• VDD1（引脚42）：LDRV1栅极驱动器的输入电压电源。
• CBOOT1（引脚43）：通道1顶部栅极驱动的自举电容连接。
• HDRV1（引脚44）：通道1的顶部栅极驱动输出。
• SW1（引脚45）：通道1的开关节点连接，连接到顶部MOSFET的源极。
• KS1（引脚46）：通道1顶部MOSFET漏极的开尔文感测。
• ILIM1（引脚48）：通道1的电流限制阈值设置，原理与ILIM2类似。

物料清单（BOM）

评估板的物料清单包含了各种电容、电感、二极管、晶体管、电阻、开关、端子和集成电路等元件，具体信息如下表所示：	设计器	零件规格	尺寸	零件类型	零件编号	制造商	每板数量
C15, C16, C17	56UF, 25 V, OSCON	RADIAL, 10.3 mm x 10.3 mm	CAPACITOR, 25SP56M	Sanyo	3
C14, C26, C27, C33	1 mF, 4 V, 18 mΩ E Case	CAPACITOR, TANTALUM	T510E108M004AS	Kemet	4
C39	150 pF, 16 V, X7R, 20%	805	CAPACITOR	VJ0805Y151MXJAB	Vishay	1
C38	680 pF, 16 V, X7R, 20%	805	CAPACITOR	VJ0805Y681MXJAB	Vishay	1
C5, C9	4700 pF, 16 V, X7R, 20%	805	CAPACITOR, CERAMIC	VJ0805Y472MXJAB	Vishay	2
C22, C24	0.01 µF, 50 V, X7R, 20%	805	CAPACITOR, CERAMIC	VJ0805Y103MXJAB	Vishay	2
C4, C7	0.015 µF, 16 V, X7R, 20%	805	CAPACITOR	VJ0805Y153MXJAB	Vishay	2
C1, C2, C3, C8	0.1 µF, 50 V, X7R, 20%	805	CAPACITOR, CERAMIC	VJ0805Y104MXJAB	Vishay	4
C21, C30, C31, C32, C34, C40	0.33 µF, 50 V, X7R, 20%	1206	CAPACITOR, CERAMIC	VJ1206Y334MXAAB	Vishay	6
C18, C19, C23	0.47 µF, 16 V, X7S, 20%	805	CAPACITOR, CERAMIC	VJ0805S474MXJAB	Vishay	3
C6	1 µF, 16 V, X7S, 20%	1206	CAPACITOR, CERAMIC	VJ1206S105MXJAC	Vishay	1
D3, D4, D5, D6	30 V, 200 mA	SOT - 23	DIODE, SCHOTTKY	BAT54	Vishay	4
L1	1.6 µH, 15.5A, 1.5 mΩ	14.6 mm x 14.6 mm	INDUCTOR	CEPH149 - 1R6MC	Sumida	1
L2	10 µH, 5.4A, 21.6 mΩ	12 mm x 12 mm	INDUCTOR	CDRH127 - 100MC	Sumida	1
L3	1.5 µH, 6.4A, 10 mΩ	13 mm x 9.4 mm	INDUCTOR	DO3316P - 152	Coilcraft	1
Q9, Q10, Q11, Q12, Q13	60 V, 115 mA	SOT - 23	N - FET	2N7002LT1	ON	5
Q6	40 V, 600 mA	SOT - 23	BJT, NPN	MMBT2222ALT1	ON	1
Q1, Q2, Q3	30 V, 10 mΩ @ 4.5 V, 16 nC	SO - 8	N - FET	IRF7805	IR	3
Q4, Q5	30 V, 25 mΩ @ 4.5 V, 14 nC	SO - 8	N - FET	IRF7807	IR	2
R11	22k, 5%	805	RESISTOR	CRCW0805223J	Vishay	1
R21	2.2k, 5%	805	RESISTOR	CRCW0805222J	Vishay	1
R5, R6, R18, R19	0 Ω	805	RESISTOR		Vishay	4
R4, R14	10 Ω, 20%	805	RESISTOR	CRCW0805100J	Vishay	2
R7, R9, R10, R22	10.0k, 1%	805	RESISTOR	CRCW08051002F	Vishay	4
R3	16.2k, 1%	805	RESISTOR	CRCW08051622F	Vishay	1
R2	26.1k, 1%	805	RESISTOR	CRCW08052612F	Vishay	1
R8	47.5k, 1%	805	RESISTOR	CRCW08054752F	Vishay	1
R1, R12, R13, R20, R23, R24, R25, R26	100k, 20%	805	RESISTOR	CRCW0805104J	Vishay	8
S1	9 POSITION DIP SWITCH	DIP - 9	SWITCH, DIP	435640 - 6	AMP	1
TP1–TP23	0.094 ″	94 mils	TERMINAL	160 - 1026 - 02 - 01 - 00	IPI CAMBION	23
U1	Triple Controller	TSSOP - 48	IC	LM2633	TI	1

总结

AN - 1208 LM2633评估板是一款功能强大且灵活的评估工具，适用于多种应用场景。通过了解其规格参数、引脚功能、故障排除方法以及特殊应用设置，电子工程师可以更好地利用该评估板进行电路设计和验证。你在使用类似评估板的过程中遇到过哪些有趣的问题呢？欢迎在评论区分享。