LM34914評估板：設(shè)計(jì)工程師的得力助手

在電子設(shè)計(jì)領(lǐng)域，一款性能優(yōu)良的評估板能為工程師們帶來極大的便利。今天，我們就來深入了解一下TI公司的LM34914評估板，看看它能為我們的設(shè)計(jì)工作帶來哪些幫助。

文件下載：LM34914EVAL.pdf

一、評估板簡介

LM34914EVAL評估板采用恒定導(dǎo)通時(shí)間（COT）工作原理，為設(shè)計(jì)工程師提供了一個(gè)功能完備的降壓穩(wěn)壓器。該評估板可在8V至40V的輸入電壓范圍內(nèi)提供5V的輸出電壓，最大負(fù)載電流可達(dá)1A，電流限制設(shè)置約為1.2A。其規(guī)格參數(shù)如下：

• 輸入電壓：8V - 40V
• 輸出電壓：5V
• 最大負(fù)載電流：1.0A
• 最小負(fù)載電流：0A
• 電流限制：≈1.2A（Vin = 8V）
• 測量效率：94.5%（VIN = 8V，IOUT = 200mA）
• 標(biāo)稱開關(guān)頻率：275kHz
• 尺寸：2.0英寸×1.0英寸×0.53英寸

二、工作原理

導(dǎo)通時(shí)間計(jì)算

評估板的導(dǎo)通時(shí)間由R4和VIN決定，計(jì)算公式為： [t{ON}=frac{1.15 × 10^{-10} times(R 4+1.4 k)}{left(V{IN}-1.5 Vright)}+50 ns] 導(dǎo)通時(shí)間在VIN = 8V時(shí)約為2700ns，在VIN = 40V時(shí)約為500ns，且導(dǎo)通時(shí)間與VIN成反比，以保持近乎恒定的開關(guān)頻率。

工作過程

在每個(gè)導(dǎo)通時(shí)間結(jié)束時(shí)，最小關(guān)斷定時(shí)器確保降壓開關(guān)至少關(guān)斷265ns。在關(guān)斷期間，負(fù)載電流由輸出電容（C7）提供。當(dāng)輸出電壓下降到使FB引腳電壓低于2.5V時(shí)，調(diào)節(jié)比較器啟動(dòng)一個(gè)新的導(dǎo)通時(shí)間周期。為了實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定的固定頻率操作，F(xiàn)B引腳需要至少25mV的紋波來切換調(diào)節(jié)比較器。電流限制閾值隨Vin變化，在Vin = 8V時(shí)約為1.2A，在Vin = 40V時(shí)約為1.05A。

三、板布局與探測注意事項(xiàng)

散熱問題

當(dāng)評估板在高輸入電壓和高負(fù)載電流下工作時(shí)，LM34914和二極管D1可能會(huì)發(fā)熱，此時(shí)可能需要強(qiáng)制空氣流動(dòng)來散熱。

探測安全

在高輸入電壓下探測電路時(shí)，務(wù)必小心操作，防止受傷以及對電路造成損壞。

負(fù)載連接

在最大負(fù)載電流（1A）下，連接負(fù)載的電線尺寸和長度變得至關(guān)重要，要確保評估板與負(fù)載之間的電線沒有明顯的電壓降。

四、板連接與啟動(dòng)

輸入連接到J1連接器，負(fù)載連接到J2（OUT）和J3（GND）端子。啟動(dòng)前，應(yīng)在輸入和輸出端子連接電壓表，并使用電流表或電流探頭監(jiān)測負(fù)載電流。建議將輸入電壓逐漸增加到8V，此時(shí)輸出電壓應(yīng)為5V。如果輸出電壓正確，可根據(jù)需要增加輸入電壓，但不要超過40V。

五、輸出紋波控制

LM34914的FB引腳需要至少25mVp-p的紋波，且與SW引腳的開關(guān)波形同相，以確保正常工作。下面介紹三種不同的紋波控制方案：

方案A：最小輸出紋波

該方案使用R6、C9和C10組件，可使輸出紋波最小化。輸出紋波主要由輸出電容（C7）的ESR和電感器的紋波電流決定，在輸入電壓范圍內(nèi)，輸出紋波從Vin = 8V時(shí)的≈3mVp-p到Vin = 40V時(shí)的≈8mVp-p。FB引腳所需的紋波由R6、C9和C10產(chǎn)生，通過C10耦合到FB引腳。

方案B：中等紋波水平配置

此配置比方案A產(chǎn)生更多的輸出紋波，但使用的電容更少。R3、C2和C12用于替代R6和C7 - C10，在輸入電壓范圍內(nèi)，輸出紋波從≈30mVp-p到≈63mVp-p。

方案C：最低成本配置

該配置與方案B類似，但不使用C12。R3用于在輸出端產(chǎn)生≥50mV的紋波，在輸入電壓范圍內(nèi)，輸出紋波從≈60mVp-p到≈120mVp-p。如果應(yīng)用能夠容忍這種紋波水平，這是最經(jīng)濟(jì)的解決方案。

六、最小負(fù)載電流

LM34914需要約500μA的最小負(fù)載電流，以確保升壓電容（C4）在每個(gè)關(guān)斷時(shí)間內(nèi)得到充分充電。在該評估板中，最小負(fù)載電流由反饋電阻（R1，R2）提供，使得評估板的最小負(fù)載電流可以指定為零。

七、物料清單

八、電路性能與PCB布局

評估板的電路性能通過效率與負(fù)載電流、效率與輸入電壓、輸出電壓紋波、開關(guān)頻率與負(fù)載電流、電流限制與輸入電壓等圖表進(jìn)行展示。此外，文檔還提供了評估板的絲印圖、頂層和底層布局圖，方便工程師進(jìn)行參考和設(shè)計(jì)。

九、重要注意事項(xiàng)

TI公司保留對其半導(dǎo)體產(chǎn)品和服務(wù)進(jìn)行更改和停產(chǎn)的權(quán)利，買家在下單前應(yīng)獲取最新信息并核實(shí)其準(zhǔn)確性。TI公司對其組件的性能提供保證，但不承擔(dān)應(yīng)用協(xié)助或買家產(chǎn)品設(shè)計(jì)的責(zé)任。買家應(yīng)對自己的產(chǎn)品和應(yīng)用負(fù)責(zé)，并采取適當(dāng)?shù)脑O(shè)計(jì)和操作安全措施。

總之，LM34914評估板為設(shè)計(jì)工程師提供了一個(gè)功能強(qiáng)大、靈活的降壓穩(wěn)壓器解決方案。通過合理選擇輸出紋波控制方案和注意相關(guān)的使用事項(xiàng)，工程師們可以更好地利用該評估板進(jìn)行電路設(shè)計(jì)和測試。你在使用類似評估板時(shí)遇到過哪些問題呢？歡迎在評論區(qū)分享你的經(jīng)驗(yàn)。