Texas Instruments LM5152EVM-BST控制器评估模块 (EVM) 演示LM5152-Q1宽输入电压同步升压控制器的特性。这些特性包括：低IQ 运行、内部反馈电阻器、当VIN 大于VOUT 调节目标时的旁路模式运行，以及动态输出电压跟踪。还包括STATUS指示灯、可编程频率、时钟抖动和可编程UVLO。该评估模块设计用于在汽车启动升压输入降至2.5V时，维持440kHz、8.5V的最小输出。Texas Instruments LM5152EVM-BST设计用于简化配置，帮助用户评估该器件的汽车应用。

数据手册：*附件：Texas Instruments LM5152EVM-BST控制器评估模块数据手册.pdf

特性

• 输入电压范围：2.5 V至42 V
• 输出电压：8.5V（34W时）
• 开关频率：440kHz

测试设置

LM5152EVM-BST升压控制器评估模块技术解析与应用指南

一、产品概述

Texas Instruments的LM5152EVM-BST是一款基于LM5152-Q1同步升压控制器的评估模块，专为汽车启停系统设计。该模块采用宽输入电压范围设计，集成了多种先进功能，满足严苛的汽车电子应用需求。

‌核心特性‌：

• ‌输入电压范围‌：2.5V至36V（启动需7V以上）
• ‌输出电压‌：8.5V（可编程）
• ‌输出电流‌：4A（2.5V输入时）或6A（4.5V输入时）
• ‌开关频率‌：440kHz（可外部同步±20%）
• ‌工作模式‌：强制PWM（FPWM）、跳频模式、二极管仿真模式
• ‌效率特性‌：宽输入范围内保持高效率
• ‌保护功能‌：逐周期峰值电流限制、STATUS状态指示
• ‌汽车级认证‌：符合AEC-Q100标准

二、硬件架构与关键电路

2.1 电源架构设计

评估板采用四层PCB设计，包含以下关键电路：

• ‌输入滤波电路‌：C2(120μF)主滤波电容，多颗陶瓷电容并联
• ‌功率转换电路‌：U1(LM5152QRGRRQ1)为核心控制器，搭配Q1/Q4 MOSFET和L2(1μH)功率电感
• ‌输出滤波电路‌：多颗低ESR陶瓷电容并联
• ‌偏置电源电路‌：可通过J11/J12选择VIN或VOUT作为BIAS电源

2.2 关键配置选项

评估板提供灵活的跳线配置：

1. ‌ 工作模式选择(JP14) ‌：
   • 引脚1-2短接：强制PWM模式
   • 引脚2-3短接：二极管仿真模式
   • 开路：跳频模式（默认）
2. ‌ 同步/抖动控制(JP7/JP10) ‌：
   • JP7引脚1-2：禁用内部电荷泵
   • JP10：启用时钟抖动功能（需移除C37）
3. ‌TRK引脚配置‌：
   • 通过J9可接入动态输出电压跟踪信号
   • R17必须焊接以启用跟踪功能

三、性能测试数据

3.1 效率特性

输入电压(V)	负载电流(A)	效率(%)
7.5	4	>90
6.5	4	~88
5.5	4	~85

3.2 动态响应

• ‌环路带宽‌：优化设计的补偿网络
• ‌负载瞬态响应‌：2A→4A→2A阶跃时输出电压波动<5%
• ‌启动时间‌：可编程软启动时间

3.3 汽车启动测试

评估板通过了严苛的汽车启动测试：

• DaimlerChrysler发动机启动测试脉冲(DC-10615)
• Volkswagen冷启动测试脉冲(VW80000)
• Volkswagen热启动测试脉冲(VW80000)

四、典型应用与设计指南

4.1 汽车电子应用

• ‌启停系统‌：在发动机重启时维持稳定电压
• ‌备用电源‌：为关键电子系统提供备份电源
• ‌信息娱乐系统‌：电压转换与稳压

4.2 PCB设计建议

1. ‌功率回路布局‌：
   • 保持SW节点走线短而宽
   • 输入/输出电容尽量靠近IC放置
2. ‌热管理‌：
   • Q1、Q4和L2是主要热源
   • 满负载时表面温度可达70°C以上
3. ‌接地策略‌：
   • 区分功率地(PGND)和模拟地(AGND)
   • 采用星型接地方式

4.3 元件选型建议

1. ‌电感选择‌：
   • 推荐值：1μH
   • 饱和电流需大于最大负载电流
   • 低DCR以提升效率
2. ‌MOSFET选择‌：
   • 高边MOSFET(VDS=60V)：NVMFS5C645NL
   • 低边MOSFET(VDS=60V)：NVMFS5C670NL

五、安全注意事项

1. ‌热警告‌：
   • 长时间低输入电压满功率运行会导致Q1、Q4、L2和R3发热
   • 表面温度可能造成烫伤，操作时需谨慎
2. ‌电气安全‌：
   • 输入电压不得超过36V
   • 输出功率不得超过100W
3. ‌ESD防护‌：
   • 所有操作需采取防静电措施
   • 不使用时存放在防静电袋中