探索LM22680评估板：设计、性能与应用指南

在电子工程师的日常工作中，评估板是验证和开发电源管理解决方案的重要工具。今天，我们就来深入了解一下TI的LM22680评估板，看看它的特点、性能以及如何进行设置和组件选择。

文件下载：LM22680EVAL/NOPB.pdf

1. LM22680评估板概述

LM22680评估板旨在展示LM22680开关稳压器的性能。它能在4.5V至42V的输入电压范围内，提供3.3V的输出电压，最大负载电流可达2A。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，仅能在负载电流高达500 mA时提供3.3V输出电压；若负载电流超过500 mA，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500 kHz，设计可在最高65°C的环境温度和稳态工作条件下运行。

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2A
• 工作频率：500 kHz
• 板尺寸：1.5 × 1.5英寸
• 封装：PSOP - 8

当输入电压在4.5V至6V之间时，可能需要约5 mA的最小负载才能达到稳定的3.3V输出电压。更多细节可参考LM22680/LM22680Q 42V, 2A SIMPLE SWITCHER降压稳压器相关文档（SNVS595）。

2. 评估板设置

在给LM22680评估板供电之前，需要验证所有外部连接。外部电源必须关闭，并以正确的极性连接到VIN和GND引脚。负载电阻或电子负载应连接在VOUT和GND之间，VIN和VOUT连接应使用各自最近的GND引脚。可以使用万用表或示波器在VOUT引脚监测输出电压。

连接验证完成后，即可施加输入电源。启动时，负载电阻或电子负载无需连接。如果EN测试点悬空，施加输入电压时输出电压将上升。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。同时要记住，启动电流会大于稳态电流。

同步与可调频率

评估板提供了SYNC测试点，可将LM22680与外部时钟信号同步。还预留了频率调节电阻R3的位置。更多关于同步和可调频率功能的细节，请参考LM22680数据手册（SNVS595）。

精确使能

评估板上的EN测试点可用于将LM22680关闭，只需将该测试点连接到地即可。

3. 组件选择

在更改默认组件之前，建议参考LM22680/LM22680Q 42V, 2A SIMPLE SWITCHER降压稳压器相关文档（SNVS595）获取组件选择信息。TI网站上也提供了WEBENCH® 在线电路仿真工具。

输出电压调节

输出电压可通过图1中的电阻R1和R2进行调节。对这些反馈电阻的任何更改可能需要相应更改电感器和输出电容器的值。如果输出电压调整到高于5V，更改输出电容器C4尤为重要。

肖特基二极管

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，其正向电压较低，可提高效率。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。

输入电容器

输入电容器C2并非总是必需的，它被放置在评估板上是为了使应用更稳定，并在突然施加电源时最小化输入电压振铃。电容器C2还有助于稳定转换器环路的传递函数。输入电容器C1对开关电流起主要作用。这两个电容器的选择值仅用于LM22680的评估。对于生产设计，需要考虑电源的阻抗以及所选输入电容器的纹波电流额定值，并相应地进行修改。

输出电容器

输出电容器C5未安装，但预留了添加第二个输出电容器的空间，该电容器可用于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 ceramic	TDK	C4532X7R1H685K
C2	22 µF 63V electrolytic	Panasonic	EEEFK1J220XP
C3	10 nF 50V ceramic	TDK	C1608X7R1H103K
C4	120 µF 6.3V 24mohm	Nippon Chemi - Con	APXE6R3ARA121ME61G
C5	Not populated	-
C6	Not populated	-
D1	60V 5A CMSH5 - 60	Central Semiconductor	CMSH5 - 60
L1	12 µH 3.91A WE - PD L	Wurth	744771112
	Coilcraft	MSS1260 - 123ML
R1	976 Ω 1%	-	CRCW0603976RFKEA
R2	1.54 k Ω 1%	-	CRCW06031K54FKEA
R3	Not populated	-
U1		Texas Instruments	LM22680

4. 性能特性

除非另有说明，测试条件为 (V{IN }=12 ~V) ， (T{A}=25^{circ} C) 。文档中提供了启动波形、2A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曲线。这些曲线有助于工程师更深入地了解评估板在不同条件下的性能表现。

5. PCB布局

文档中展示了评估板的PCB布局图，这对于工程师在设计和优化电路时非常有帮助。合理的PCB布局可以减少电磁干扰，提高电路的稳定性和性能。

6. 重要注意事项

TI保留对其半导体产品和服务进行更改和停产的权利。购买者在下单前应获取最新相关信息，并验证信息的时效性和完整性。TI对其组件的性能提供保修，但不承担应用协助或买家产品设计的责任。买家应对其产品和使用TI组件的应用负责，并提供足够的设计和操作保障措施。

在使用TI组件时，还需要注意知识产权、产品转售、安全相关应用等方面的规定。例如，未经授权，TI组件不得用于FDA Class III（或类似生命关键医疗设备），只有特定指定的TI组件可用于军事/航空航天应用等。

通过对LM22680评估板的详细了解，我们可以看到它在电源管理设计中的潜力。工程师们可以根据实际需求对评估板进行配置和优化，以满足不同应用场景的要求。你在使用类似评估板时遇到过哪些问题呢？欢迎在评论区分享你的经验和见解。