探索LM53625xQEVM和LM53635xQEVM评估板：汽车应用电源解决方案

在汽车电子领域，电源管理模块起着至关重要的作用。德州仪器（Texas Instruments）的LM53625xQEVM和LM53635xQEVM评估板，就是专门为汽车应用设计的优秀电源方案。今天，我们就来深入了解一下这两款评估板。

文件下载：LM536253QEVM.pdf

评估板概述

设计目的与特性

这两款评估板主要用于评估LM53625x和LM53635x的运行和性能。其中，LM53635xEVM专为汽车应用打造，能提供5V、3.3V的固定输出电压，或在3.5A连续负载下提供可调输出电压；而LM53625xEVM使用相同的电路板和组件，但IC的电流限制设定为最大2.5A连续负载。

它们的优势十分明显，输入电压范围可达36V，这大大简化了输入浪涌保护设计；出色的降压性能使得在许多启停应用设计中无需升压阶段。此外，带有滤波和电源良好延迟的开漏复位输出，能准确指示系统状态，无需额外的监控电路，节省了成本和电路板空间。并且在自动模式下，PWM和PFM操作之间的无缝过渡，加上低静态电流，确保了在所有负载下都能实现高效率。

可选型号与配置

德州仪器提供了五种可订购的评估板变体，具体配置如下表所示：

EVM VARIANT	EVM ORDERABLE NAME	IC U1	CONTINUOUS LOAD	OUTPUT VOLTAGE	SPREAD SPECTRUM
001	LM536253QEVM	LM536253QRNLRQ1	2.5 A	3.3 V Fixed	—
002	LM53635AQEVM	LM53635AQRNLRQ1	3.5 A	5 V Adjusted	—
003	LM53635LQEVM	LM53635LQRNLRQ1	3.5 A	5 V Fixed	Yes
004	LM53635MQEVM	LM53635MQRNLRQ1	3.5 A	5 V Adjusted	Yes
005	LM53635NQEVM	LM53635NQRNLRQ1	3.5 A	3.3 V Fixed	Yes

大家在选择时，要根据实际需求来挑选合适的型号哦。

技术规格详解

电路板尺寸与层数

评估板采用4层FR4 PCB设计，尺寸为4000 × 3000 mil（101 mm × 76 mm），面积为76 cm²。顶层和底层采用2 oz.铜，中间层采用1 oz.铜，总厚度为61 mil（1.55 mm）。这样的设计有助于优化热传递和散热，大家想想，良好的散热对于电源模块的稳定性是不是很关键呢？

电源输入与输出

电源输入方面，VIN1和GND1作为电源输入，典型电压为13.5V（范围3.5至36V）；IN+ / IN- 用于EMI测试输入。电源输出则通过VOUT和GND为负载供电，典型电压为3.3V或5V。

跳线与测试点

评估板上有多个跳线和测试点，方便我们进行各种设置和测量。例如，J1用于设置自动模式或强制PWM模式；J2用于启用LM53625x和LM53635x；J3用于设置复位引脚。测试点则可以帮助我们准确测量输入输出电压、使能电压、偏置电压等。大家在操作时，一定要注意跳线的设置和测试点的使用方法哦。

电路原理图分析

固定输出电压选项

固定电压选项采用内部电阻分压器，FB引脚直接连接到Cout电容器。需要注意的是，Cvcc和Cbias必须直接连接到引脚20 AGND。不同变体的固定输出电压有所不同，如LM536253QEVM为3.3V固定输出，LM53635LQEVM为5.0V固定输出等。

可调输出电压选项

可调选项使用外部电阻分压器来定义输出电压。通过调整CFF电容器，可以使反馈环路响应更快，以应对负载瞬变；降低反馈分压器的总电阻可以提高抗噪能力。但要注意，为了尽量减少噪声耦合到反馈引脚，反馈电阻RFBB和RFBT的最大推荐电阻为50 kΩ，并且必须尽可能靠近FB引脚放置，RFBB必须接地到AGND引脚。这里大家可以思考一下，为什么对反馈电阻的位置和阻值有这样严格的要求呢？

电路板布局特点

评估板使用四层PCB堆叠设计，顶层和底层使用大面积填充的铜区域连接到GND，中间层2也有一个大的GND平面。这样的设计不仅提高了热性能，还改善了整体EMI性能。中间层3主要用于将非关键信号迹线路由到IC。不过，需要注意的是，该电路板布局并非完全针对最终应用进行优化，但它为我们提供了一个很好的起点。在实际应用中，我们可以根据具体需求简化和优化布局，去除一些用于评估目的的功能，如测量感测线、跳线连接等。

操作与测试设置

效率测量

进行效率测量时，我们需要将电源连接到VIN1和GND1，确保电源能够提供足够的电流；将电子负载连接到VOUT和GND。为了准确测量输入和输出电压，我们可以使用测试点VINs、VOUTs和GNDs，或者直接在输入电容C1或C2以及输出电容C01或C02上焊接感测线。还要确保IC通过J2跳线设置为[EN - VIN]启用，并且检查测试点EN是否被拉高。当测量Iq（无负载输入电流）时，要移除所有可能导致额外电流消耗的输入和输出电压探头。如果J1跳线设置为[MODE - FPWM]，在轻负载下效率会较低，若想测量最高的轻负载效率，应将J1跳线置于[AUTO - MODE]。大家在测量过程中，有没有遇到过因为探头或跳线设置不当而导致测量结果不准确的情况呢？

负载瞬态测量

负载瞬态测量时，同样要将电源连接到VIN1和GND1，确保电源能提供足够的峰值电流；将瞬态负载连接到VOUT和GND。为了准确测量输出电压，示波器探头应直接放在输出电容C01或C02上，并确保探头接地环直接连接到输出电容的接地焊盘，以减少接地环路。也可以使用差分探头，但要注意不要使用过长的导线，尽量使用最短的引脚进行探测。同时，要确保IC通过J2跳线设置为[EN - VIN]启用，并且在负载瞬变期间测试点EN保持高电平且不下降。

EMI测量

EMI测量时，要将LISN的电源电缆连接到IN + 和IN -，并确保电路板距离桌面5 cm。LISN电缆到VIN + / VIN - 的长度应在20 cm至40 cm之间。将电阻负载直接连接到VOUT和GND，使用极短的引线。为了准确测量EMI，要确保桌面与测试室有良好的接地连接，将电池GND电缆连接到接地桌面，并且不要触摸电路板和测试设置，也不要靠近开关节点。评估板上有一个有效的3级EMI滤波器，默认情况下共模电感未组装。如果添加共模电感，则需要移除旁路电阻R1和R2。

评估板的接口与跳线说明

接口

• VIN1和GND1接口：这是电源的标准输入接口，用于为评估板供电，最大输入电压为36V，绝对最大瞬态电压为42V。
• VOUT和GND接口：作为标准的输出接口连接负载，通常输出电压为5V或3.3V，使用时最好选择扭绞的实验电缆，以减少电缆的电感寄生效应。
• IN + 和IN - 接口：专用于进行EMI测量，默认装配了一个两级滤波器。若想使用带共模电感的设置，需添加电感并移除旁路电阻R1和R2。
• EN和GND2探头：可用来测量使能电压，也能从外部电源驱动。使用外部电源时，需移除跳线J2，默认情况下J2跳线将EN连接到VIN。
• VINs、VOUTs和GNDs探头：它们是输入和输出电压的感测点，主要用于静态测量，如效率、线路或负载调节的测量。对于动态测量，建议直接在输入电容C1和C2或输出电容C01和C02上进行测量。
• BIAS和GNDS探头：用来感测IC的偏置电压，该电压通过电阻Rbias = 3Ω从IC的输出电压获取。若要使用外部偏置电源，可移除位于PCB底部的Rbias，断开IC输出电压作为偏置源。
• RESET和GND3探头：RESET引脚可以提供一个带有释放延迟的精确电源良好信号。默认情况下，跳线J3将RESET引脚通过一个100kΩ电阻连接到VOUT。由于RESET是开漏输出，移除跳线J3后可将其拉至其他外部电压电平。
• SYNC和GND3探头：默认情况下，IC使用内部振荡器以2.1MHz运行。通过SYNC引脚，可以连接外部函数发生器来控制LM53625和LM53635的时钟，从而改变开关频率。这种SYNC功能灵敏，可以用于定制频率调制技术。

跳线

• 跳线J1：用于设置IC的轻负载运行模式。当设置为[AUTO - MODE]时，轻负载下IC会自动进入PFM模式，减少开关脉冲并提高效率；若设置为强制PWM模式（跳线位置标记为FPWM），IC将在整个负载范围内以恒定开关频率运行，在负载瞬变时具有更好的性能。
• 跳线J2：用于启用IC，默认设置为[EN - VIN]，通过一个100kΩ电阻将使能引脚连接到Vin。若使用外部电源驱动EN引脚，则需移除跳线J2，并使用探头EN和GND2，或直接用3针导线连接器连接J2。
• 跳线J3：将开漏RESET输出通过一个100kΩ电阻连接到VOUT。若需要其他RESET输出电平，可移除跳线J3，使用探头RESET并连接上拉电阻到外部参考电压。

物料清单与性能指标

物料清单

文档中详细列出了评估板的物料清单，包括各种电容器、电感器、电阻器、跳线、测试点等元器件的型号、数量和参数。这些详细的信息为我们进行电路板的组装、维修或替换提供了便利。例如，C1和C2为10µF的陶瓷电容，L1为2.2µH的屏蔽电感等。

性能指标

通过对LM53635LQEVM变体的测量，我们可以得到该评估板的效率、负载和线路调节、负载瞬变以及传导EMI等性能曲线。从这些曲线中，我们可以直观地了解评估板在不同输入电压和输出电流下的性能表现。例如，在不同的输入电压（如8V、12V、13.5V、18V）和输出电流下，评估板的效率会有所不同；在负载瞬变测试中，可以观察到评估板对负载变化的响应能力；传导EMI测试结果则展示了评估板在电磁兼容性方面的表现。

总结

总的来说，LM53625xQEVM和LM53635xQEVM评估板为汽车应用中的电源管理提供了一个优秀的解决方案。它们具有出色的性能和丰富的功能，通过合理的使用和测试，能够帮助我们更好地评估LM53625x和LM53635x芯片的性能，为实际应用提供有力的支持。大家在使用这两款评估板的过程中，不妨多尝试不同的设置和测试方法，深入挖掘它们的潜力。同时，也要注意遵守相关的使用条款和注意事项，确保评估板的安全和稳定运行。希望这篇文章能对大家有所帮助，大家在使用过程中有什么问题或心得，欢迎在评论区交流分享。