LM2744降压控制器评估模块使用指南

在电子设计领域，降压控制器是电源管理中常用的组件。今天就来详细介绍一下德州仪器（Texas Instruments）的LM2744降压控制器评估模块，为大家在电源设计方面提供一些参考。

文件下载：LM2744EVAL.pdf

一、模块概述

该评估模块主要围绕LM2744 IC展开，其PCB设计灵活，能充分展示LM2744的多功能性。它采用电压模式、高速同步降压调节器控制器，外部可调参考电压范围在0.5V至1.5V之间。同时，模块设计中集成了LM4140高精度低噪声参考IC，为参考引脚（VREF）提供1.0V电压。

IC的控制部分额定电压为3至6V（VCC），而驱动部分可接受高达14V的输入电源轨（VIN）。它以固定频率运行，通过一个外部电阻可将频率在50kHz至1MHz之间进行调节。该评估模块经过优化，能在1MHz开关频率下，将输出电压稳定在1.2V，输出电流可达3.5A。不过，如果需要其他开关频率和输入电压，就得参考LM2744的数据手册来进行控制环路补偿了。

二、额外的元件焊盘设计

肖特基二极管焊盘（D1）

在低侧MOSFET旁设有肖特基二极管焊盘。在反击穿期间，肖特基二极管的正向压降比低侧MOSFET体二极管低，能有效提高效率。选择肖特基二极管时，要确保在最大负载电流下其正向压降保持在0.4V至0.6V之间（可参考I - V曲线），同时其反向击穿电压要比最大输入电压有足够的余量。

多层陶瓷电容器焊盘（C13）

C13焊盘用于安装多层陶瓷电容器（MLCC），需尽可能靠近低侧MOSFET的源极和高侧MOSFET的漏极。这样做能为高速开关电流提供低电源阻抗，从而降低输入电源噪声。例如，设计中C13与位于C12和C14位置的铝电解输入滤波电容器配合使用，因为MLCC的阻抗比电解电容器低。若C12和C14位置使用了MLCC，C13就可以省略。

该PCB采用两层设计，在62密耳的FR4层压板上使用1盎司的铜。

三、额外选项的设计指南

设置参考电压

使用直流电源设置参考电压（VREF）时，需从VDCS到GND连接一个电容器（C20）来过滤直流电源。初始电容值可设为10µF，但可能需要根据直流电源噪声大小进行调整，只要电容值在工作温度范围内即可。同时，要移除R10，并在R12位置放置一个0Ω跳线。

DDR SDRAM有源终端设计

R12和R13设计用于DDR SDRAM（双倍数据速率同步动态随机存取存储器）有源终端设计。通过R12和R13作为分压器，将VREF设置为DDR电源电压的一半。此时需移除电阻R7和R10以及电容器C21，并将DDR电源电压轨连接到终端VDCS。修改后的电路能吸收或提供超过3A的电流。

电压限制

要注意，演示板的VCC引脚电压不能超过5.6V。因为电路板布局将LM4140 - 1.0的输入电压（引脚2）和LM2744的控制部分（VCC）相连。LM2744控制部分的最大直流电源电压为6V，而LM4140任何输入引脚的最大额定电压为5.6V。若设计要求LM2744控制部分为6V，可在D3位置放置一个并联齐纳参考二极管，将LM4140的输入电压维持在1.8V至5.5V之间。齐纳二极管的阴极连接到LM4140的输入，阳极接地。同时，要选择合适的R10电阻值，为齐纳二极管和LM4140提供适当的偏置电流。

四、典型应用电路

文档中给出了典型应用电路的示意图（图4 - 1和图4 - 2），展示了演示板上各组件的设计标号。这些电路为实际应用提供了参考，工程师可以根据具体需求进行调整。

五、性能特性

负载瞬态响应

从图5 - 1可以看到，在(v{IN}=v{CC}=3.3V)和(v_{OUT}=1.2V)的条件下，对图4 - 2电路施加±3A的负载瞬态响应。这有助于评估模块在负载变化时的稳定性。

效率与负载电流关系

图5 - 2展示了输出电压为1.2V、开关频率为1MHz时，效率与负载电流的关系曲线。通过该曲线，我们可以了解模块在不同负载下的效率表现。

开关节点电压和输出纹波电压

图5 - 3至图5 - 6分别展示了不同输入电压、负载电流条件下的开关节点电压和输出纹波电压。这些数据对于评估模块的性能和稳定性非常重要。

物料清单

文档还提供了详细的物料清单（表5 - 1），列出了各组件的功能、描述和型号，方便工程师进行采购和替换。

六、PCB布局图

文档给出了LM2744演示板的顶层和底层布局图（图6 - 1和图6 - 2），为PCB设计提供了直观的参考。

七、修订历史

文档记录了从2013年4月的A版本到2022年2月的B版本的修订情况。不过要注意，以前版本的页码可能与当前版本不同。

通过对LM2744降压控制器评估模块的详细介绍，相信大家对其有了更深入的了解。在实际设计中，工程师可以根据具体需求，参考上述内容进行灵活应用。大家在使用这个模块的过程中，有没有遇到过什么特别的问题呢？欢迎在评论区分享。