Texas Instruments LM5157EVM-SEPIC評(píng)估模塊經(jīng)配置用于評(píng)估LM5157寬輸入非同步SEPIC轉(zhuǎn)換器的運(yùn)行情況。LM5157EVM-SEPIC評(píng)估模塊采用4V至32V輸入，提供穩(wěn)定的12V輸出（電流高達(dá)1A），開關(guān)頻率為2.1MHz。當(dāng)模塊上的輸入電壓介于4 V至6 V之間時(shí)，輸出功率降額至6 W。該評(píng)估模塊工廠預(yù)裝有LM5157-Q1轉(zhuǎn)換器。

數(shù)據(jù)手冊：*附件：Texas Instruments LM5157EVM-SEPIC評(píng)估模塊數(shù)據(jù)手冊.pdf

測試設(shè)置

應(yīng)用電路原理圖

基于LM5157EVM-SEPIC評(píng)估模塊的SEPIC轉(zhuǎn)換器設(shè)計(jì)與性能分析

模塊概述

LM5157EVM-SEPIC評(píng)估模塊具有以下核心特性：

• ?寬輸入電壓范圍?：4V至32V，覆蓋典型汽車電池電壓范圍
• ?穩(wěn)定輸出?：12V穩(wěn)壓輸出，精度達(dá)1%
• ?功率輸出?：12W(輸入電壓6-32V時(shí))，輸入4-6V時(shí)降額至6W
• ?高頻工作?：2.1MHz開關(guān)頻率
• ?高效轉(zhuǎn)換?：峰值效率>88%

該模塊出廠時(shí)預(yù)裝LM5157-Q1芯片，但通過更換IC，也可用于評(píng)估LM51571-Q1、LM5157、LM51571、LM51581-Q1、LM5158-Q1、LM51581和LM5158等器件的性能。

電氣性能參數(shù)

輸入特性

輸出特性

• 輸出電壓：12V
• 最大輸出電流：
  • VIN > 6V時(shí)：1A
  • 4V < VIN < 6V時(shí)：0.5A-1A(降額)

系統(tǒng)特性

• 開關(guān)頻率：2.1MHz
• 滿負(fù)載效率(VIN=12V, IOUT=1A時(shí))：92%
• 工作溫度范圍：-40°C至125°C

功率降額特性

當(dāng)輸入電壓低于6V時(shí)，由于所選電感的峰值電流限制，模塊輸出功率需要降額。具體降額曲線顯示：

• 輸入電壓≥6V時(shí)，可支持1A滿負(fù)載
• 輸入電壓降至4V時(shí)，負(fù)載能力降至0.5A
• 在4-6V區(qū)間，負(fù)載能力線性下降

這一特性使模塊能夠適應(yīng)汽車電池電壓波動(dòng)的應(yīng)用場景，如冷啟動(dòng)時(shí)電池電壓可能暫時(shí)降低的情況。

電路設(shè)計(jì)與關(guān)鍵元件

評(píng)估模塊采用典型的SEPIC拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，核心設(shè)計(jì)包括：

1. ?主控IC?：LM5157/LM51571系列寬輸入電壓轉(zhuǎn)換器
2. ?耦合電感?：4.7μH，10.3A額定電流
3. ?功率開關(guān)管?：內(nèi)置MOSFET
4. ?反饋網(wǎng)絡(luò)?：精密電阻分壓，確保1%輸出電壓精度
5. ?保護(hù)電路?：UVLO(欠壓鎖定)、熱保護(hù)等

模塊提供了多種BIAS連接選項(xiàng)，可通過跳線選擇不同的工作模式，包括：

• 禁用打嗝模式保護(hù)并禁用擴(kuò)頻
• 啟用打嗝模式保護(hù)并啟用擴(kuò)頻
• 啟用打嗝模式保護(hù)并禁用擴(kuò)頻
• 禁用打嗝模式保護(hù)并啟用擴(kuò)頻

測試結(jié)果分析

效率表現(xiàn)

• 輸入電壓12V，輸出1A時(shí)，效率可達(dá)92%
• 輸入電壓范圍6-30V內(nèi)，效率維持在較高水平
• 低輸入電壓(4-6V)時(shí)，效率隨負(fù)載增加而提高

輸出穩(wěn)壓性能

• 輸入電壓6-30V變化時(shí)，輸出電壓維持在12V±1%范圍內(nèi)
• 負(fù)載電流0.1-1A變化時(shí)，輸出電壓穩(wěn)定性良好

熱性能

• 輸入6V，輸出1A條件下，無強(qiáng)制風(fēng)冷時(shí)關(guān)鍵元件溫升可控
• 持續(xù)低壓滿功率運(yùn)行時(shí)需注意MOSFET(Q1)的溫升

動(dòng)態(tài)響應(yīng)

• 負(fù)載階躍變化(0.5A?1A)時(shí)，輸出電壓恢復(fù)快速且過沖小
• 不同輸入電壓下均表現(xiàn)出良好的負(fù)載瞬態(tài)響應(yīng)

輸出紋波

• 輸入6V和18V，輸出1A時(shí)，輸出紋波電壓均處于較低水平
• 紋波性能滿足多數(shù)精密應(yīng)用的電源需求

應(yīng)用建議

LM5157EVM-SEPIC評(píng)估模塊特別適用于以下應(yīng)用場景：

1. ?汽車電子系統(tǒng)?：適應(yīng)寬輸入電壓范圍，符合汽車電子要求
2. ?工業(yè)電源?：需要高效率、高可靠性電源的工業(yè)設(shè)備
3. ?電池供電設(shè)備?：充分利用SEPIC拓?fù)涞纳祲禾匦?/li>
4. ?分布式電源系統(tǒng)?：作為中間總線轉(zhuǎn)換器使用

設(shè)計(jì)注意事項(xiàng)：

• 低壓滿功率運(yùn)行時(shí)需考慮散熱設(shè)計(jì)
• PCB布局應(yīng)遵循評(píng)估模塊的參考設(shè)計(jì)，特別是功率回路布局
• 輸入輸出電容選擇對性能有顯著影響，建議參考BOM表