探索LMZ23605/03、LMZ22005/03評估板：高效電源模塊評估利器

在電子工程師的日常工作中，電源模塊的評估與設(shè)計是一個關(guān)鍵環(huán)節(jié)。今天，我們就來深入了解一下TI的LMZ23605/03、LMZ22005/03評估板，看看它是如何助力我們評估電源模塊的性能。

文件下載：LMZ22003EVAL/NOPB.pdf

一、評估板簡介

LMZ23605/03、LMZ22005/03評估板為評估SIMPLE SWITCHER?電源模塊家族的全部功能提供了一個易于使用的平臺。其PCB設(shè)計具有出色的熱性能，并且預(yù)留了一些額外位置，方便安裝在最終應(yīng)用中可能不需要的可選組件。

輸入輸出電壓范圍

• 輸入電壓：LMZ23605/03可接受6V至36V的輸入電壓軌，而LMZ22005/03的輸入電壓范圍為6V至20V。
• 輸出電壓：這些設(shè)備能夠提供低至0.8V、高至6V的可調(diào)且高精度輸出電壓。

控制架構(gòu)與特性

• 控制架構(gòu)：采用恒定頻率PWM和模擬電流模式感應(yīng)，控制環(huán)路在使用低ESR輸出電容器（如陶瓷或特種聚合物電容器）時表現(xiàn)良好。
• 保護特性：具備逐周期谷值電流限制，可保護模塊免受過流或短路故障的影響；還有熱關(guān)斷保護功能，并且能夠在預(yù)偏置輸出的情況下啟動。
• 開關(guān)頻率：自由運行開關(guān)頻率典型值為812 kHz，支持650 kHz至950 kHz的同步范圍。

二、評估板規(guī)格

電氣參數(shù)

• 輸入電壓：VIN = 6V至36V（LMZ22005/03限制為20V）
• 使能欠壓鎖定（UVLO）：5.7V
• 輸出電壓：VOUT = 3.3V
• 輸出電流：IOUT = 0至5A（LMZ23603和LMZ22003限制為3A）
• 熱阻：θJA = 12°C / W，θJC = 1.9°C/W

PCB參數(shù)

• 層數(shù)：四層PCB設(shè)計，內(nèi)層為2 oz，外層為3 oz。
• 尺寸：3.5英寸 x 3.5英寸（8.9 cm x 8.9 cm），厚度為62mil（0.062英寸）的FR4層壓材料。
• 環(huán)境溫度：在12V輸入、5A滿載情況下，最大環(huán)境溫度為70°C。

三、性能特性

效率與功耗

從文檔中的圖表可以看出，在25°C環(huán)境溫度下，LMZ23605輸出3.3V時的效率和功耗表現(xiàn)。不同輸入電壓下，效率和功耗會有所變化，這對于我們在實際應(yīng)用中選擇合適的輸入電壓非常有參考價值。

實際操作注意事項

• 使能輸入：使能輸入端子設(shè)計為直接連接到VIN端子，板上的電阻分壓器可建立5.5V的精確UVLO電平。用戶可以通過提高RENT的值來增加工作UVLO，以滿足目標應(yīng)用的需求。如果在最終應(yīng)用中，模塊引腳3的使能電壓在最大Vin時不超過5.5V，則可以省略使能鉗位齊納二極管D1。
• 輸出電壓調(diào)整：評估板預(yù)設(shè)輸出電壓為3.3V，用戶可以根據(jù)不同需求調(diào)整輸出電壓。文檔中提供了建議的電阻對表格，方便快速參考。
• 跟蹤電源功能：評估板提供了測試作為同步開啟跟蹤電源（從機）操作的位置。要實現(xiàn)此功能，需要移除CSS并安裝Rtkt和Rtkb，具體計算可參考相應(yīng)的數(shù)據(jù)手冊。
• 頻率同步：提供了一個端子用于施加時鐘，可將模塊開關(guān)頻率同步在650 kHz至950 kHz之間。需要注意的是，此輸入上持續(xù)的“邏輯1”對應(yīng)“零赫茲”，會使模塊停止開關(guān)。
• 噪聲測量：J1和J2用于輸入和輸出噪聲測量。要實現(xiàn)此功能，需要安裝1uF隔直電容器和49.9歐姆源電阻，并安裝Amphenol同軸連接器（Digikey #ACX1051）。添加的R - C網(wǎng)絡(luò)與示波器的50歐姆輸入終端配合使用時，可形成一個2X示波器探頭，比傳統(tǒng)的10X探頭靈敏度高5倍。
• 頻率響應(yīng)分析：J3用于連接頻率響應(yīng)分析儀，如A/P Instruments（Ridley）或Venable Industries的產(chǎn)品。連接時需參考FRA操作手冊，注意不要在這三個端子上放置任何類型的短路跳線，否則會導(dǎo)致故障。

四、PCB視圖與布局

電感電流監(jiān)測

可以通過在模塊引腳7（Vout）和Co陣列之間連接一個環(huán)路來監(jiān)測電感電流。具體操作是先切斷引腳7相鄰兩個過孔之間的頂層導(dǎo)電蝕刻，然后在兩個過孔中安裝一根5英寸長的22號絕緣電線，使用交直流示波器電流探頭監(jiān)測電感感應(yīng)環(huán)路。

輸入LC網(wǎng)絡(luò)

Vin輸入平面有阻焊層開口，可放置輸入LC網(wǎng)絡(luò)，以改善差模和傳導(dǎo)EMI性能。

額外組件安裝

評估板還提供了額外的組件安裝焊盤，方便我們嘗試不同的Cin和Cout組合。

設(shè)計文件下載

Gerber和CAD文件可以從LMZ23605 /03、LMZ22005/03各自的產(chǎn)品文件夾中下載，方便我們進行進一步的設(shè)計和優(yōu)化。

五、物料清單

文檔中提供了詳細的物料清單，包括各個組件的設(shè)計名稱、描述、封裝尺寸、制造商、產(chǎn)品編號和數(shù)量等信息。這對于我們進行物料采購和評估板的組裝非常有幫助。

六、重要注意事項

TI保留對其半導(dǎo)體產(chǎn)品和服務(wù)進行更正、改進等更改的權(quán)利，并可能根據(jù)相關(guān)標準停產(chǎn)某些產(chǎn)品或服務(wù)。買家在下單前應(yīng)獲取最新相關(guān)信息，并核實其是否最新和完整。同時，TI對組件的性能提供保修，但不承擔應(yīng)用協(xié)助或買家產(chǎn)品設(shè)計的責任。在使用TI組件時，買家需要確保產(chǎn)品符合所有法律、法規(guī)和安全相關(guān)要求，并采取適當?shù)脑O(shè)計和操作保障措施。

總之，LMZ23605/03、LMZ22005/03評估板為我們評估電源模塊提供了一個全面、便捷的平臺。通過深入了解其特性和操作方法，我們可以更好地進行電源模塊的設(shè)計和優(yōu)化。大家在實際使用過程中，是否也遇到過類似評估板的問題呢？歡迎在評論區(qū)分享你的經(jīng)驗和見解。