探索LM3753/54评估板：性能与应用全解析

在电子设计领域，一款高效、可靠的电源转换器评估板对于工程师来说至关重要。德州仪器（Texas Instruments）的LM3753/54评估板就是这样一款备受关注的产品，它为设计工程师提供了一个基于双LM3753或LM3754 2相降压控制器的全功能电源转换解决方案。

文件下载：LM3754EVAL/NOPB.pdf

评估板概述

基本参数

LM3753/54评估板能够产生每相25A、总电流达100A的1.2V输出电压。其开关频率设定为每相300kHz，在输入和输出端实现了1.2MHz的有效频率。每个控制器输出的栅极信号相位相差180度，两个控制器之间有90度的相移。该评估板的印刷电路板由4层FR4材料组成，所有层均采用2盎司铜。

性能指标

• 输入范围：6V至18V
• 输出电压：1.2V ± 1%
• 输出电流：0A至100A
• 开关频率：300kHz
• 负载调节率：0.1%
• 板尺寸：4.2 x 5.4 x 0.063英寸

供电与加载注意事项

快速设置步骤

1. 电源连接：使用至少具有30A电流能力的输入电源，将电源的正输出连接到VIN端子T1，负输出连接到输入GND端子T2。
2. 负载连接：将具有100A能力的负载连接到VOUT端子T3和GND端子T4。
3. LM3753特定设置：仅针对LM3753，将辅助电源连接到TRACK端子TP13和GND端子TP2，并将电源电压设置为3.3V。因为LM3753的配置使得VOUT跟随TRACK输入，所以不向TRACK施加电压，VOUT将无法启动。
4. 开关和调节设置：确保负载脉冲开关SW1处于中间OFF位置，检查电流限制微调器R18和R26是否完全顺时针旋转以获得最大输出电流。安装J1、J3、J5和J7，打开J2、J4、J6和J8。
5. 初始上电：在无负载的情况下将VIN设置为12V，打开输入电源（对于LM3753的TRACK，随后打开辅助电源），输出电压应稳定在1.2V左右。
6. 负载测试：缓慢增加负载，同时监测输出电压，输出电压应在高达100A的满载电流下保持稳定。
7. 输入电压变化测试：缓慢将输入电压从6V变化到18V，输出电压应保持在1.2V左右。

板配置详解

LM3753 TRACK

LM3753评估板配置为VOUT跟随TRACK输入。为了在输出端产生1.2V电压，TRACK引脚必须连接到3.3V辅助电源。为防止启动时出现电流限制，3.3V TRACK信号的上升时间应长于100μs。

LM3754软启动

LM3754评估板配置为VOUT跟随SS信号，该信号由C12和内部10μA电流源设置。这使得LM3754可以在仅连接到VIN的单个电源下独立运行。

输出电压纹波测量

输出电压纹波测量应直接在输出电容器C66的TP3和TP4端子之间进行。为了减少测量中的噪声，必须尽量减小示波器探头尖端与接地引线之间的环路面积。可以通过移除探头的弹簧尖端和接地引线，然后将裸线缠绕在示波器探头轴上来实现。将裸线连接到电容器的接地端，探头尖端连接到电容器的正端进行测量。

外部时钟同步

评估板上提供了SYNCIN端子，用于将转换器与225kHz至375kHz的外部时钟或其他固定频率信号同步。

电源良好监测

PGOOD端子用于监测电源良好信号。当VCC1处的PGOOD为高电平时，输出电压在电源良好窗口内。

输出电压调整

评估板上提供了MARGIN端子，用于将输出电压调整±5%。将MARGIN端子接地将使输出电压升高5%，将MARGIN端子连接到VOUT将使输出电压降低5%。

DCR和电阻感应

LM3753/54默认选择电阻感应选项。若要配置为DCR（电感直流电阻）感应，需移除J1、J3、J5和J7，将电流限制微调器R18和R26完全逆时针旋转以降低直流电阻，短接电源连接J2、J4、J6和J8。

负载脉冲发生器

板载负载脉冲发生器便于评估输出电压的瞬态响应。LPI（负载脉冲输入）和LPO（负载脉冲输出）端子提供了与负载脉冲发生器的接口。将SW1设置为EXT可使LPI连接到LPO，从而允许负载脉冲发生器由外部5V逻辑信号驱动；将SW1设置为INT可使负载脉冲发生器由内部生成的1ms脉冲（占空比为5%）驱动。J9用于选择负载量，J9打开时，负载分支1工作，吸取1.2V / 0.05Ω = 24A电流；J9短接时，负载分支1和负载分支2工作，吸取1.2V / 0.025Ω = 48A电流。

过温保护

当PC板温度超过105°C时，LM26LV提供过温保护，通过拉低/FAULT总线来停止开关操作。当板温度降至100°C以下时，恢复正常操作。VTEMP端子提供与温度成反比的模拟电压。

VCC1、VCC2和VDD

VCC和VDD端子提供了板上电压的监测点。对于评估板，VDD由LM3753/54控制的NPN线性稳压器生成。为了展示最大功率级效率，可以使用5V电流限制的外部电源为VDD供电，但在向VDD端子施加外部电压时必须格外小心。在任何情况下，当VIN < 5V时，都不应向VDD施加电压，否则会损坏LM3753/54。

有源负载

许多恒流型有源负载在启动时可能会出现初始短路，且持续时间超过正常软启动周期。为避免启动时出现电流限制，应在输出电压稳定后再打开负载。使用具有恒阻模式的有源负载可以避免此启动时序问题。

典型性能特性

评估板的典型性能特性包括不同输入电压和负载条件下的效率、输出负载瞬态响应、启动和故障恢复过程等。通过一系列图表展示了这些性能，如不同输入电压下的效率曲线、负载瞬态响应波形等，为工程师提供了直观的性能参考。

评估板原理图和物料清单

文档提供了评估板的原理图，包括主电路、从电路和接口电路的详细图示。同时，还列出了LM3753和LM3754评估板的物料清单，包括各个元件的参数、封装、制造商和数量等信息，为工程师进行电路设计和元件选型提供了详细的参考。

PCB布局

评估板的PCB布局包括顶层元件和覆盖层、顶层铜层、中间层1铜层、中间层2铜层、底层铜层以及底层元件和覆盖层的图示。合理的PCB布局对于评估板的性能和稳定性至关重要，工程师可以根据这些图示进行PCB设计和优化。

LM3753/54评估板为电源转换器的设计和测试提供了一个全面、可靠的平台。通过深入了解其性能特性、配置方法和使用注意事项，工程师可以更好地利用该评估板进行电源电路的设计和优化。你在使用类似评估板的过程中遇到过哪些问题呢？欢迎在评论区分享你的经验和见解。