深入剖析LM3671评估板：从原理到应用

一、引言

在电子工程师的日常工作中，DC - DC转换器是一个常见且关键的组件。今天，我们将深入探讨德州仪器（Texas Instruments）的LM3671评估板，它是一款降压DC - DC转换器的工作演示板。通过对这块评估板的研究，我们能更好地了解其原理、特性以及应用场景。

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二、LM3671的基本特性

（一）工作原理

LM3671通过基于电感的开关拓扑结构，高效地将高输入电压转换为低输出电压。它具备自动智能切换功能，能在PWM低噪声模式和PFM低电流模式之间自动切换，从而实现更好的系统控制。

（二）输出电压选项

LM3671有固定输出电压和可调电压两种选项。可调电压范围为1.1V至3.3V，封装形式包括SOT23 - 5、DSBGA - 5和6引脚USON。不同封装下的固定输出电压选项有所不同，例如SOT23 - 5封装有1.2V、1.25V等多种选择；DSBGA - 5封装有1.2V、1.5V等；6引脚USON封装有1.2V、1.3V等。

（三）工作条件

1. 输入电压范围：
   • 当1.1V ≤ VOUT < 1.5V时，推荐输入电压范围为2.7V至4.5V。
   • 当1.5V ≤ VOUT < 1.8V时，推荐输入电压范围为2.7V至5.5V。
   • 当1.8V ≤ VOUT ≤ 3.3V时，推荐输入电压范围为（VOUT + VDROPOUT）至5.5V，其中VDROPOUT = ILOAD *（RDSON,PFET + RINDUCTOR）。
2. 负载电流：推荐负载电流范围为0mA至600mA。
3. 温度范围：环境温度（TA）范围为 - 30°C至 + 85°C，结温（TJ）范围为 - 30°C至 + 125°C。

三、典型应用电路

（一）固定输出电压电路

固定输出电压的典型应用电路中，输入电压范围为2.7V至5.5V，电感L1为2.2µH，输出电容COUT为10µF，输入电容CIN为4.7µF。这种电路简单直接，适用于对输出电压要求固定的场景。

（二）可调输出电压电路

可调输出电压的典型应用电路通过连接从VOUT到FB再到GND的电阻网络来编程输出电压。反馈电阻R2应选择200kΩ，以确保通过该网络的电流远低于16µA的静态电流水平（PFM模式），同时又要足够大以避免受噪声影响。输出电压公式为VOUT = VFB（R1 / R2 + 1），其中VFB典型值为0.5V。

不同输出电压对应的电阻和电容配置如下表所示：	VOUT (V)	R1 (kΩ)	R2 (kΩ)	C1 (pF)	C2 (pF)	L (µH)	CIN (µF)	COUT (µF)
1.1	240	200	15	none	2.2	4.7	10
1.2	280	200	12	none	2.2	4.7	10
1.3	320	200	12	none	2.2	4.7	10
1.5	357	178	10	none	2.2	4.7	10
1.6	442	200	8.2	none	2.2	4.7	10
1.7	432	178	8.2	none	2.2	4.7	10
1.8	464	178	8.2	none	2.2	4.7	10
1.875	523	191	6.8	none	2.2	4.7	10
2.5	402	100	8.2	none	2.2	4.7	10
2.8	464	100	8.2	33	2.2	4.7	10
3.3	562	100	6.8	33	2.2	4.7	10

四、评估板的使用与注意事项

（一）供电注意事项

在使用台式电源为LM3671供电时，建议在台式电源的VIN和GND供电端子之间放置一个100µF的钽电容，以减少电源和长电源线引起的输入尖峰。同时，要注意使能引脚，在达到最低保证工作电压2.7V之前，不要将使能引脚置高，且使能引脚电压不应超过输入电压。

（二）引脚说明

不同封装的引脚功能有所不同，例如SOT23 - 5封装：	Pin No	Name	Description
1	VIN	电源输入，连接到输入滤波电容
2	GND	接地引脚
3	EN	使能输入，电压 < 0.4V时设备处于关机模式，> 1.0V时设备启用，不要让此引脚浮空
4	FB	反馈模拟输入，固定电压版本直接连接到输出滤波电容，可调版本需要外部电阻分压器
5	SW	开关节点，连接到内部PFET开关和NFET同步整流器

6引脚USON和5 - bump DSBGA封装也有各自的引脚功能说明，工程师在设计时需要根据具体封装来正确连接引脚。

（三）评估板布局

评估板布局对于降低噪声和提高性能至关重要。例如，要尽可能多地使用过孔连接顶部和底部接地平面，SW节点在2MHz下在Vr和GND之间切换，属于高噪声区域，要保持所有接地和接地平面远离该区域。同时，走线要足够粗，因为它们是高电流路径，输入电容CIN要非常靠近VIN和GND引脚。

五、常见配置的物料清单

不同配置下的物料清单如下：	配置	物料	规格
LM3671MF/TL - 1.5 FIXED, LM3671LC - 1.6 FIXED	C2 (input C)	TDK C2012X5R0J475K 4.7µF, 6.3V, 0805, 10%
	C1 (output C)	TDK C2012X5R0J106K 10µF, 6.3V, 0805, 10%
	L1 (inductor)	Coilcraft DO3314 - 222MX 2.2µH inductor, 1.6A sat
	R1 (VOUT to VFB )	Vishay CRCW06030R00F 0Ω, 0603, 1%
	R2 (VFB to GND)	None
	C3 (VOUT to VFB)	None
	C4 (VFB to GND)	None
LM3671MF/TL - 1.8V ADJUSTABLE	CIN (input C)	TDK C2012X5R0J475K 4.7µF, 6.3V, 0805, 10%
	COUT (output C)	TDK C2012X5R0J106K 10µF, 6.3V, 0805, 10%
	L1 (inductor)	Coilcraft DO3314 - 222MX 2.2µH inductor, 1.6A sat
	R1 (VOUT to VFB )	Vishay CRCW06034643F 464kΩ, 0603, 1%
	R2 (VFB to GND)	Vishay CRCW06031783F 178kΩ, 0603, 1%
	C3 (VOUT to VFB)	Vishay VJ0603A8R2KXAA 8.2pF, 0603, 10%
	C4 (VFB to GND)	None
COMMON TO ALL	VIN banana jack - red	Johnson Components 108 - 0902 - 001 connector, insulated banana jack (red)
	VOUT banana jack - yellow	Johnson Components 108 - 0907 - 001 connector, insulated banana jack (yellow)
	GND banana jack - black	Johnson Components 108 - 0903 - 001 connector, insulated banana jack (black)

六、使用限制和注意事项

（一）使用范围限制

LM3671评估板不适用于功能安全和/或安全关键评估，包括但不限于生命支持应用的评估。

（二）安全注意事项

1. 用户在操作评估板之前，必须阅读并遵循德州仪器提供的用户指南和其他相关文档，包括其中的警告和限制通知。
2. 要在德州仪器推荐的规格和环境条件下操作评估板，超出指定的性能评级和规格可能会导致人身伤害、死亡或财产损失。
3. 评估板仅适用于技术合格的专业电子专家，用户要确保评估板与人体之间的接口设计有适当的隔离和安全措施，以减少电击危险。

（三）法律合规

用户要自行确定评估板是否符合适用的国际、联邦、州或地方法律法规，并承担相应的合规责任。同时，要按照相关要求正确处理和回收评估板。

七、总结

LM3671评估板为电子工程师提供了一个很好的降压DC - DC转换器的研究和应用平台。通过了解其工作原理、典型应用电路、布局要求以及使用注意事项，工程师可以更好地将其应用到实际项目中。在使用过程中，一定要严格遵循相关的安全和法律要求，以确保项目的顺利进行。大家在实际应用中遇到过哪些问题呢？欢迎在评论区分享交流。