德州仪器LM46000EVM评估模块使用指南

一、引言

在电子设计领域，评估模块对于工程师来说是了解和验证芯片性能的重要工具。德州仪器（Texas Instruments）的LM46000EVM评估模块，能帮助设计师评估LM46000宽输入电压Simple Switcher®降压调节器的运行和性能。它具有1V至28V输出电压的可配置性、同步整流以及200kHz至2.2MHz的可调频率范围，还提供外部频率同步、电源良好（PG）标志、精确使能以编程欠压锁定（UVLO）和内部补偿等功能。本文将详细介绍该评估模块的相关内容，希望能对电子工程师们有所帮助。

文件下载：LM46000PWPEVM.pdf

二、评估模块概述

2.1 基本信息

LM46000EVM评估模块包含一个DC - DC转换器，具体的设备和封装配置如下表所示：	CONVERTER	IC	PACKAGE
U1	LM46000	(PWP) HTSSOP - 16

2.2 初始配置

该评估模块默认配置为输出电压3.3V，开关频率500kHz。若需了解更多特性、详细描述和可用选项，可参考LM46000的数据手册。

三、评估模块设置

3.1 输入/输出（I/O）连接器说明

• VIN：J2上的端子，是转换器的电源输入端子。边缘连接器还提供电源（VIN）和接地（GND）连接，方便用户将评估模块连接到线束。
• VOUT：J3上的端子，是转换器的稳压输出电压。边缘连接器同样提供电源（VOUT）和接地（GND）连接。
• GND：J2和J3上的端子，是转换器的接地参考。边缘连接器提供GND连接用于连接线束。
• EN：测试点，用于通过提供大于2.2V（典型值）的电压来启用转换器，或者在有电阻分压器时监测该端子上的电压。LM46000EVM为精确使能应用预组装了电阻RENT和RENB，当VIN > 3.5V时，调节器将启动，启用电压可通过公式[Enable_Voltage = VIH_EN cdotleft(1+frac{ RENT }{ RENB }right)]计算。
• PG：测试点，用于监测电源良好标志，该标志指示输出电压是否达到调节点。此端子为开漏输出，需要一个上拉电阻连接到合适的逻辑电压（任何小于14V的电压），预安装的100kΩ电阻RPG1连接到PG端子并引出到PG_PULL UP测试点。
• PG_PULL UP：测试点，是预组装的100kΩ RPG1上拉电阻的顶部连接，直接连接到开漏PG端子。可向该测试点提供合适的电压，或直接连接到VOUT测试点以观察PG标志的操作。
• BIAS：测试点，用于监测BIAS电压。预安装的4.7µF电容从BIAS端子连接到接地（GND），该节点通过底层预安装的零欧姆电阻（RBIAS）连接到VOUT。
• SYNC：测试点，是转换器可选外部输入时钟的输入端子。若使用，外部时钟频率必须在200kHz至2.2MHz之间，评估模块上安装了一个100kΩ的下拉电阻（RSYNC）。
• SW：测试点，用于监测开关端子上的电压和电压调节器的开关频率。进行电磁干扰（EMI）测量前需移除该测试点。
• VSUPPLY：边缘连接器9号端子，用于通过板上LC滤波器（若进行传导EMI/EMC测量需要）提供输入电压。Lin和Cd组件焊盘位于评估模块的底部，组件值的初始建议可参考评估模块原理图。

3.2 输入电压和负载设置

转换器的输入电压（VIN）范围应设置在3.5V至60V的工作电压范围内。若驱动负载，应将其施加到VOUT端子，且负载电流不应超过最大负载电流0.5A。

四、评估模块操作

4.1 基本操作

为使LM46000正常运行，VIN、GND和VOUT应按上述说明正确配置。在此配置下，通电时设备将启动，调节器的输出电压（VOUT）将达到合适的值。LM46000EVM的默认输出电压设置为3.3V，若需设置其他输出电压，可更换反馈端子电阻分压器RFBT和RFBB，具体电阻值的选择请参考数据手册。

4.2 频率设置

LM46000EVM的默认频率为500kHz。若需要其他频率（在200kHz至2.2MHz范围内），可更改RT电阻值，同样需参考数据手册进行正确选择。同时，为保证控制回路正常运行，必须更改电感器（L_60V_LC）和总输出电容。

五、评估模块的原理图和布局

5.1 原理图

LM46000EVM的原理图为工程师提供了电路设计的详细信息，有助于理解模块的工作原理和信号流向。

5.2 电路板布局

评估模块的电路板布局如图3 - 7所示，提供了电阻、电容和测试点，用于配置输出电压、精确使能端子、设置频率和外部时钟同步。PWP HTSSOP - 16封装具有外露的散热焊盘，必须焊接到PCB上的铜焊盘以实现最佳散热性能。PCB采用4层设计，顶层和底层有2oz铜平面，中间层有1oz铜平面，通过散热焊盘下方的热过孔阵列连接到所有四层以散热。测试点方便连接电源、所需负载并监测关键信号，12端子边缘连接器可用于连接线束（匹配连接器部件编号：307 - 020 - 500 - 202，由EDAC Inc提供）。

六、物料清单

Designator	Description	Manufacturer	PartNumber	Quantity
!PCB	Printed Circuit Board	Any	SV601083	1
C04, C05	CAP, CERM, 0.022µF, 100V, +/-5%, X7R, 0805	AVX	08051C223JAT2A	2
CBIAS	CAP, CERM, 4.7µF, 50V, +/-10%, X5R, 0805	TDK	C2012X5R1H475K125AB	1
CBOOT	CAP, CERM, 0.47µF, 16V, +/-10%, X7R, 0805	AVX	0805YC474KAT2A	1
CFF	CAP, CERM, 33pF, 50V, +/-5%, C0G/NP0, 0603	Kemet	C0603C330J5GACTU	1
CIN1	CAP, CERM, 0.47µF, 100V, +/-10%, X7R, 0805	MuRata	GRM21BR72A474KA73L	1
CIN2	CAP, CERM, 1uF, 100V, +/-10%, X7R, 1210	TDK	C3225X7R2A105K200AA	1
CIN3	CAP, CERM, 10µF, 100V, +/-20%, X7S, 2220	TDK	C5750X7S2A106M	1
CO1, CO2	CAP, CERM, 47uF, 10V, +/-20%, X7R, 1210	MuRata	GRM32ER71A476ME15L	2
CO3	CAP, CERM, 1µF, 25V, +/-10%, X5R, 0805	AVX	08053D105KAT2A	1
CSS	CAP, CERM, 0.047µF, 50V, +/-10%, X7R, 0603	TDK	C1608X7R1H473K	1
CVCC1	CAP, CERM, 2.2µF, 10V, +/-10%, X7R, 0603	MuRata	GRM188R71A225KE15D	1
J1	Header, TH, 100mil, 2x1, Gold plated, 230 mil above insulator	Samtec	TSW - 102 - 07 - G - S	1
J2, J3	TERMINAL BLOCK 5.08MM VERT 2POS, TH	On - Shore Technology	ED120/2DS	2
L_60V_LC	Inductor, Shielded Drum Core, Ferrite, 27uH, 2.35A, 0.09 ohm, SMD	Coilcraft	MSS1038 - 273MLB	1
RBIAS	RES, 0 ohm, 5%, 0.1W, 0603	Vishay - Dale	CRCW06030000Z0EA	1
RENB, RFBT	RES, 1.00Meg ohm, 1%, 0.1W, 0603	Vishay - Dale	CRCW06031M00FKEA	2
RENT, RFBB1	RES, 590k ohm, 1%, 0.1W, 0603	Vishay - Dale	CRCW0603590KFKEA	2
RFBB	RES, 432k ohm, 1%, 0.1W, 0603	Vishay - Dale	CRCW0603432KFKEA	1
RPG1, RSYNC	RES, 100k ohm, 1%, 0.1W, 0603	Vishay - Dale	CRCW0603100KFKEA	2
RTD	TEMP SENSOR RTD 100 OHM 0805	VISHAY	PTS080501B100RP100	1
TP1	Test Point, TH, Multipurpose, Orange	Keystone	5013	0
TP2	Test Point, TH, Multipurpose, Red	Keystone	5010	0
TP3	Test Point, TH, Multipurpose, White	Keystone	5012	1
TP5, TP9, TP10	Test Point, TH, Multipurpose, Black	Keystone	5011	3
TP6, TP7, TP8, TP10, TP11	Test Point, TH Multipurpose, Yellow	Keystone	5014	5
U1	3.5 - 60V 0.5A Step Down Converter	Texas Instruments	LM46000PWP	1
Cd, CIN4	CAP, AL, 68µF, 100V, +/-20%, 0.32 ohm, SMD	Panasonic	EEV - FK2A680Q	0
CVCC2	CAP, CERM, 10µF, 10V, +/-20%, X7R, 1206	TDK	C3216X7R1A106M	0
Lin	Inductor, Shielded Drum Core, Ferrite, 1µH, 2A, 0.06 ohm, SMD	Coilcraft	LPS3314 - 102MLB	0
L_36V_LC	Inductor, Shielded, Powdered Iron, 6.8µH, 6.7A, 0.0334ohm, SMD	Vishay - Dale	IHLP3232DZER6R8M11	0
L_60V_HC	Inductor, Shielded Drum Core, Ferrite, 22µH, 1.75A, 0.0925 ohm, SMD	Coiltronics	DR74 - 220 - R	0
OPT	Diode, Schottky, 100V, 1.5A, SMA	International Rectifier	10MQ100NTRPBF	0
RPG2	RES, 100k ohm, 1%, 0.1W, 0603	Vishay - Dale	CRCW0603100KFKEA	0
RT	RES, 82.5k ohm, 1%, 0.1W, 0603	Vishay - Dale	CRCW060382K5FKEA	0
SH - J1	Shunt, 100mil, Gold plated, Black	3M	969102 - 0000 - DA	0

七、标准条款和条件

7.1 交付和使用限制

• 评估模块仅用于产品或软件开发人员在研发环境中对德州仪器半导体产品进行可行性评估、实验或科学分析，不得直接或间接组装到任何成品中。
• 评估模块不适合消费者或家庭使用，用户不得将其用于商业目的的销售、再许可、租赁、出租、出借、转让或分发，也不得用于任何成品或生产系统。

7.2 有限保修和相关补救措施/免责声明

• 本条款和条件不适用于软件，软件的保修在适用的软件许可协议中规定。
• 德州仪器保证评估模块在交付给用户后的90天内符合其公布的规格，但对于因非德州仪器原因（如疏忽、滥用、不当安装或测试、用户设计等）导致的缺陷不承担责任。
• 若评估模块不符合保修规定，德州仪器的唯一责任是选择修复、更换或为用户账户提供信用。

7.3 监管通知

不同地区（美国、加拿大、日本）对评估模块有不同的监管要求，如美国的FCC认证相关规定、加拿大的Industry Canada证书要求以及日本的电波法相关规定等，用户需遵守相应的规定。

7.4 使用限制和警告

• 评估模块不得用于功能安全和/或安全关键评估，包括但不限于生命支持应用的评估。
• 用户在操作评估模块前必须阅读并遵循用户指南和其他相关文档中的警告和限制通知。
• 在操作评估模块时，用户应在推荐的规格和环境条件下操作，超过规定的性能评级和规格可能导致人身伤害、死亡或财产损失。

7.5 信息准确性和免责声明

德州仪器尽量提供准确的评估模块信息，但不保证网站上的描述、可用性或其他信息的准确性、完整性、可靠性、及时性或无错误。评估模块和相关设计材料按“现状”提供，德州仪器不承担其他明示或暗示的保证责任。

7.6 用户赔偿义务和陈述

用户有责任为德州仪器及其许可方和代表辩护、赔偿并使其免受因不按条款和条件使用评估模块而产生的所有索赔、损害、损失、费用和责任。

7.7 损害赔偿和责任限制

德州仪器对特殊、间接、惩罚性、附带性、后果性或示例性损害不承担责任，且其总责任不超过用户为特定单元支付的总金额。

7.8 返回政策

除特殊情况外，德州仪器不提供退款、退货或换货服务。若用户认为收费有误或交付违反订单，应联系德州仪器。退款将在组件退回后的30个工作日内全额支付，不包括邮费或包装费用。

7.9 适用法律

本条款和条件受德克萨斯州法律管辖，任何争议的非专属管辖权位于德克萨斯州的法院。

八、总结

德州仪器的LM46000EVM评估模块为工程师提供了一个方便的平台来评估LM46000降压调节器的性能。通过本文的介绍，工程师们可以了解评估模块的基本信息、设置方法、操作要点以及相关的标准条款和条件。在使用评估模块时，务必遵循相关规定和注意事项，以确保安全、有效地进行设计和测试。大家在实际应用中遇到过哪些问题呢？欢迎在评论区分享交流。