深入剖析LM34917A評估板：設(shè)計與應(yīng)用指南

在電子設(shè)計領(lǐng)域，評估板是工程師們驗證和測試新器件性能的重要工具。今天，我們就來深入探討一下TI的LM34917A評估板，看看它的特點、工作原理以及如何在實際設(shè)計中應(yīng)用。

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評估板概述

基本功能與參數(shù)

LM34917A評估板采用恒定導(dǎo)通時間（COT）工作原理，為設(shè)計工程師提供了一個功能齊全的降壓調(diào)節(jié)器。它能在8V至33V的輸入電壓范圍內(nèi)提供5V的輸出電壓，最大負載電流可達1A，電流限制設(shè)置約為1.3A。在輸入電壓為8V、輸出電流為400mA時，測量效率高達91.6%，標稱開關(guān)頻率為1.5MHz。評估板尺寸為2.6英寸 x 1.6英寸 x 0.5英寸。

工作原理

評估板的導(dǎo)通時間 (t{ON}) 由R1和輸入電壓 (V{IN}) 決定，計算公式為 [t{ON}=frac{1.16 × 10^{-10} times(R 1+1.4 k Omega)}{V{IN}-1.35 V}+100 ns ] 。導(dǎo)通時間在 (V{IN}=8V) 時≥510 ns，在 (V{IN}=33V) 時約為186 ns，且與 (V{IN}) 成反比，以保持近乎恒定的開關(guān)頻率。每個導(dǎo)通時間結(jié)束后，最小關(guān)斷定時器確保降壓開關(guān)至少關(guān)斷90 ns。在關(guān)斷期間，負載電流由輸出電容（C7、C8）提供。當輸出電壓下降到使FB引腳電壓低于2.5V時，調(diào)節(jié)比較器啟動新的導(dǎo)通時間周期。為了實現(xiàn)穩(wěn)定的固定頻率操作，F(xiàn)B引腳需要至少25 mV的紋波來切換調(diào)節(jié)比較器。電流限制閾值隨 (V{IN}) 變化，在 (V{IN}=8V) 時≥1.4A，在 (V{IN}=33V) 時為1.2A。

設(shè)計與使用注意事項

布局與探測

在給評估板供電時，需要注意以下幾點：

• 當在高輸入電壓和高負載電流下運行時，可能需要強制空氣流動來散熱。因為在這種情況下，LM34917A和二極管D1可能會發(fā)熱。
• 在高輸入電壓下探測電路時要格外小心，以防止受傷和電路損壞。
• 在最大負載電流（1A）下，連接負載的電線尺寸和長度很重要，要確保評估板和負載之間的電線沒有明顯的電壓降。

連接與啟動

輸入連接到J1連接器，負載連接到J2（OUT）和J3（GND）端子。在啟動前，應(yīng)使用電壓表連接輸入和輸出端子，并使用電流表或電流探頭監(jiān)測負載電流。建議將輸入電壓逐漸增加到8V，此時輸出電壓應(yīng)為5V。如果輸出電壓正確，則可以根據(jù)需要增加輸入電壓，但不要超過50V。

輸出紋波控制

LM34917A需要FB引腳處至少有25 mVp-p的紋波，且與SW引腳的開關(guān)波形同相，以確保正常工作。評估板提供了三種紋波控制配置：

最小輸出紋波配置（選項A）

通過使用R5、C9和C10組件，評估板可實現(xiàn)最小輸出紋波。輸出紋波在 (V{IN}=8V) 時約為4mVp-p，在 (V{IN}=33V) 時約為14 mVp-p，主要由輸出電容的ESR和電感器的紋波電流決定。FB引腳所需的紋波由R5、C9和C10產(chǎn)生，通過計算 (V_{A}) 和 (R5 × C10) 的乘積來選擇合適的R5和C10值。例如，C10可以選擇3300 pF，R5約為5.2 kΩ，C9選擇0.1 μF。

中間紋波水平配置（選項B）

這種配置比選項A產(chǎn)生更多的輸出紋波，但使用的電容更少。移除R5、C9和C10，添加R4和Cff。R4用于在 (V{OUT}) 處產(chǎn)生25 - 30 mVp-p的紋波，Cff將紋波耦合到FB引腳。Cff的最小值根據(jù)最大導(dǎo)通時間和反饋電阻的等效并聯(lián)值計算得出，對于該評估板，Cff的最小值約為408 pF。在這種配置下， (V{OUT}) 的紋波在輸入電壓范圍內(nèi)從約32 mVp-p到約84 mVp-p。

最低成本配置（選項C）

與選項B類似，但不使用Cff。由于FB引腳需要至少25 mVp-p的紋波，R4用于在 (V{OUT}) 處產(chǎn)生至少50 mV的紋波。使用0.5Ω的R4時， (V{OUT}) 的紋波在輸入電壓范圍內(nèi)從至少80 mVp-p到約150 mVp-p。如果應(yīng)用能夠容忍這種紋波水平，這是最經(jīng)濟的解決方案。

其他功能與測試

監(jiān)測電感電流

可以使用電流探頭監(jiān)測電感電流。移除R6，并在R6所在的兩個大焊盤之間安裝一個合適的電流環(huán)，這樣可以準確確定電感的紋波電流和峰值電流。

示波器探頭適配器

評估板提供了示波器探頭適配器，用于監(jiān)測SW引腳和電路輸出（ (V_{OUT}) ）的波形，避免使用探頭的接地引線拾取開關(guān)波形的噪聲。

最小負載電流

LM34917A需要約1 mA的最小負載電流來確保升壓電容（C5）在每個關(guān)斷期間充分充電。在該評估板中，反饋電阻提供了最小負載電流，使得評估板在 (V_{OUT}) 處的最小負載電流可以指定為零。

總結(jié)

LM34917A評估板為工程師提供了一個方便的平臺來測試和驗證LM34917A降壓調(diào)節(jié)器的性能。通過合理選擇輸出紋波控制配置和注意設(shè)計與使用中的細節(jié)，工程師可以根據(jù)具體應(yīng)用需求優(yōu)化電路性能。在實際設(shè)計中，你會選擇哪種紋波控制配置呢？歡迎在評論區(qū)分享你的想法。