Texas Instruments LM74502EVM控制器评估模块 (EVM) 用于评估LM74502和LM74502H带开关输出的理想二极管控制器的性能。Texas Instruments LM74502理想二极管控制器驱动和控制外部背靠背N沟道MOSFET，模拟具有电源路径开/关控制和过压保护功能的理想二极管整流器。

数据手册：*附件：Texas Instruments LM74502EVM控制器评估模块 (EVM)数据手册.pdf

特性

• 输入工作电压范围：3V至40V，可扩大到65V
• 24V工业级反极性保护
• 输出电压转换率控制
• 最大负载电流：5A（可选10A工作电流）
• LED指示，用于输出开和关检测

测试设置

基于LM74502EVM的理想二极管控制器评估模块技术解析

一、产品概述

Texas Instruments的LM74502EVM评估模块是一款专为评估LM74502和LM74502H理想二极管控制器性能而设计的双通道开发平台。该模块通过驱动外部背对背连接的N沟道MOSFET，实现了理想二极管整流器的功能模拟，同时集成了电源路径开关控制与过压保护机制。

‌核心特性‌：

• 输入工作范围3V至40V（可扩展至65V）
• 工业级24V反向极性保护
• 最大负载电流5A（可选10A配置）
• 可调过压切断阈值
• 输出电压转换速率控制
• 输出状态LED指示

二、关键功能解析

1. 理想二极管控制机制

LM74502系列通过精确控制外部MOSFET的栅极驱动（LM74502为60μA驱动能力，LM74502H达11mA峰值驱动），实现了：

• ‌反向极性保护‌：自动阻断反向电流
• ‌动态响应‌：LM74502H适合需要快速开关的应用场景
• ‌静态功耗‌：待机模式下仅消耗1μA电流

2. 硬件架构设计

评估模块采用双通道独立设计：

• ‌通道1‌：配置为典型反向极性保护电路，包含：
  • 背对背MOSFET阵列（Q3/Q4）
  • 可调输出斜率控制网络（R1/C1）
  • 过压保护选择跳线（J4）
• ‌通道2‌：优化为负载开关配置，包含：
  • 单MOSFET拓扑（Q8）
  • 独立OV保护设置（J10）
  • 状态指示LED（D12）

3. 保护功能实现

模块提供多重保护机制：

• ‌过压响应‌：可通过跳线选择切断模式（37V典型值）或钳位模式
• ‌浪涌控制‌：通过栅极驱动强度自然限制涌流
• ‌负瞬态防护‌：配置肖特基二极管（D4/D10）防止输出负压

三、典型应用场景

1. ‌工业自动化系统‌
   • PLC数字输出模块保护
   • 24V工业总线反向极性防护
2. ‌电机驱动系统‌
   • 安全控制卡输入保护
   • 瞬态电压抑制
3. ‌电源管理系统‌
   • 车载电子负载开关
   • 电池反接保护电路

四、评估方法指南

1. 基础测试配置

• ‌电源要求‌：0-40V可调电源（10A电流能力）
• ‌测量设备‌：
  • 数字万用表
  • 带宽≥200MHz示波器
  • 10A量程电流探头
• ‌默认设置‌：
  • J4/J10设为1-2位置（OV切断模式）
  • J3/J9启用LED指示

2. 关键测试项目

1. ‌启停特性测试‌
   • EN信号控制响应（典型延时<100μs）
   • 不同容性负载下的启动波形捕获
2. ‌动态性能测试‌
   • 输出斜率调整（通过修改R1/C1值）
   • 不同负载下的切换响应
3. ‌保护功能验证‌
   • 过压阈值精度测试（±5%典型值）
   • 反向极性事件响应时间

五、设计参考要点

1. ‌MOSFET选型建议‌
   • 评估板默认采用30V耐压器件（SIJ186DP）
   • 高压应用需替换为65V及以上规格MOSFET
2. ‌布局注意事项‌
   • 功率路径采用星型接地布局
   • 栅极驱动走线远离高频信号
   • 参考EVM的4层板设计（详见6.1节布局图）
3. ‌热管理方案‌
   • 5A应用需保证MOSFET散热
   • 10A配置需启用并联MOSFET位（Q1/Q2）

六、扩展应用开发

基于评估模块可进一步开发：

• ‌智能配电系统‌：集成MCU实现动态保护阈值调整
• ‌多级保护电路‌：与TVS二极管构成复合保护网络
• ‌故障诊断接口‌：通过测试点引出状态信号