Texas Instruments LMR51420EVM轉(zhuǎn)換器評(píng)估模塊 (EVM) 是經(jīng)完整組裝和測(cè)試的電路，用于評(píng)估LMR51420的運(yùn)行和性能。LMR51420是一款4.5V至36V 2A同步降壓轉(zhuǎn)換器。Texas Instruments LMR51420EVM設(shè)置為5V Vout。此電路板還具有適用于環(huán)路測(cè)量的交流信號(hào)注入端子。

數(shù)據(jù)手冊(cè)：*附件：Texas Instruments LMR51420EVM轉(zhuǎn)換器評(píng)估模塊數(shù)據(jù)手冊(cè).pdf

特性

• 輸入電壓范圍：4.5V至36V
• 精確5V輸出
• 輸出電流高達(dá)2A
• 開(kāi)關(guān)頻率：500kHz
• 斷續(xù)模式短路電流保護(hù)
• 內(nèi)部補(bǔ)償

板布局

LMR51420EVM評(píng)估模塊技術(shù)解析與應(yīng)用指南

一、模塊概述

LMR51420EVM是德州儀器(TI)推出的一款同步降壓轉(zhuǎn)換器評(píng)估模塊，用于評(píng)估LMR51420寬輸入電壓同步降壓穩(wěn)壓器的性能。該模塊具有以下核心特性：

• ?寬輸入電壓范圍?：4.5V至36V輸入
• ?可調(diào)輸出電壓?：默認(rèn)配置支持5V輸出（可通過(guò)電阻調(diào)整）
• ?高輸出能力?：最大2A輸出電流
• ?高效工作頻率?：500kHz開(kāi)關(guān)頻率
• ?完善保護(hù)機(jī)制?：具備打嗝模式短路保護(hù)
• ?簡(jiǎn)化設(shè)計(jì)?：集成內(nèi)部補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò)

二、硬件配置與接口說(shuō)明

2.1 關(guān)鍵接口與跳線設(shè)置

1. ?電源接口?：
   • VIN (TP1)：電源輸入正極
   • GND (TP2/TP4)：接地參考點(diǎn)
2. ?輸出接口?：
   • VOUT (TP3)：穩(wěn)壓輸出正極
3. ?配置跳線?：
   • ?JP1?：輸出電壓選擇
     • 短接左側(cè)：5V輸出（默認(rèn)）
     • 短接右側(cè)：3.3V輸出
   • ?JP3?：使能控制
     • 短接左側(cè)：使能器件
     • 短接右側(cè)：禁用器件
4. ?測(cè)試點(diǎn)?：
   • J2/J3：環(huán)路響應(yīng)測(cè)量點(diǎn)
   • J4：電感電流測(cè)量點(diǎn)（替換為導(dǎo)線可使用電流探頭測(cè)量）

2.2 PCB設(shè)計(jì)特點(diǎn)

• ?層堆疊?：2層板設(shè)計(jì)
• ?銅厚?：2oz銅箔
• ?板尺寸?：57.8mm × 64mm
• ?布局優(yōu)化?：
  • 頂層包含主要功率元件
  • 底層為完整地平面
  • 關(guān)鍵信號(hào)路徑最短化

三、輸出電壓配置方法

3.1 默認(rèn)輸出配置

模塊默認(rèn)通過(guò)JP1跳線提供兩種預(yù)設(shè)輸出電壓：

• 5V（出廠默認(rèn)）
• 3.3V

3.2 自定義輸出電壓

如需其他輸出電壓，需修改反饋電阻網(wǎng)絡(luò)：

1. 保持JP1開(kāi)路
2. 根據(jù)公式計(jì)算電阻值：
   VOUT = VREF × (1 + (R1/R2))
   其中：
   • VREF = 0.6V（內(nèi)部基準(zhǔn)）
   • 默認(rèn)配置：
     • R1 = 13.7kΩ
     • R2 = 100kΩ（5V輸出）
     • R1 = 160kΩ（3.3V輸出）

四、典型應(yīng)用電路分析

評(píng)估模塊完整原理圖包含以下關(guān)鍵部分：

1. ?輸入濾波?：
   • C3/C10：4.7μF/50V X7R陶瓷電容（輸入儲(chǔ)能）
   • C1/C2：0.1μF/50V陶瓷電容（高頻去耦）
2. ?功率轉(zhuǎn)換?：
   • U1：LMR51420主芯片（SOT23-6封裝）
   • L1：10μH屏蔽磁芯電感（Wurth 74437349100）
3. ?輸出濾波?：
   • C5/C6：22μF/10V X7R陶瓷電容
   • 可選鋁電解電容（C8/C9預(yù)留位）
4. ?保護(hù)電路?：
   • R5：0Ω保險(xiǎn)電阻（可替換為熔斷器）

五、設(shè)計(jì)要點(diǎn)與布局建議

1. ?熱管理?：
   • 確保功率元件（U1、L1）周?chē)凶銐虻纳峥臻g
   • 利用底層銅皮作為散熱面
2. ?布線原則?：
   • 保持功率回路面積最小化
   • 敏感信號(hào)（FB）遠(yuǎn)離開(kāi)關(guān)節(jié)點(diǎn)
   • 地平面保持完整
3. ?元件選型?：
   • 輸入電容需滿足RMS電流要求
   • 輸出電容ESR影響紋波性能
   • 電感飽和電流需高于峰值電流

六、性能測(cè)試與驗(yàn)證

6.1 基本測(cè)試項(xiàng)目

1. ?啟動(dòng)特性?：
   • 軟啟動(dòng)時(shí)間
   • 輸入浪涌電流
2. ?穩(wěn)態(tài)性能?：
   • 不同負(fù)載下的效率曲線
   • 輸出電壓精度
   • 紋波與噪聲
3. ?動(dòng)態(tài)響應(yīng)?：
   • 負(fù)載瞬態(tài)響應(yīng)
   • 環(huán)路穩(wěn)定性（通過(guò)J2/J3測(cè)試點(diǎn)）

6.2 進(jìn)階測(cè)試建議

1. ?EMI評(píng)估?：
   • 傳導(dǎo)發(fā)射測(cè)試
   • 輻射噪聲掃描
2. ?可靠性驗(yàn)證?：
   • 高溫老化測(cè)試
   • 輸入電壓突變測(cè)試

七、應(yīng)用場(chǎng)景擴(kuò)展

LMR51420EVM適合以下應(yīng)用場(chǎng)景評(píng)估：

1. ?工業(yè)電源系統(tǒng)?：
   • 24V工業(yè)總線轉(zhuǎn)換
   • PLC模塊供電
2. ?汽車(chē)電子?：
   • 12V/24V車(chē)載電源
   • 信息娛樂(lè)系統(tǒng)供電
3. ?消費(fèi)電子?：
   • 智能家居設(shè)備
   • 便攜式設(shè)備充電管理

八、物料清單關(guān)鍵項(xiàng)