探索 LMZ1420xEXT / LMZ1200xEXT 评估板：高效电源模块的设计与应用

在电子设计领域，电源模块的性能和可靠性至关重要。今天，我们就来深入了解一下德州仪器（TI）的 LMZ1420xEXT 和 LMZ1200xEXT SIMPLE SWITCHER® 电源模块及其评估板。

文件下载：LMZ12002EXTEVAL/NOPB.pdf

电源模块概述

性能特点

LMZ1420xEXT 和 LMZ1200xEXT 电源模块是易于使用的 DC - DC 解决方案，能够驱动高达 3A 的负载，具备出色的电源转换效率、输出电压精度以及线路和负载调节能力。它们采用创新封装，不仅提升了热性能，还支持手工或机器焊接。

输入输出电压范围

LMZ14203EXT/2EXT/1EXT 可接受 6V 至 42V 的输入电压轨，而 LMZ12003EXT/2EXT/1EXT 能接受 4.5V 至 20V 的输入电压轨。这两款模块都能提供低至 0.8V 且高至 6V 的可调且高精度输出电压。

控制结构与特性

控制结构采用带有输入电压前馈的恒定导通时间，这使得在整个输入电压范围内开关频率几乎恒定。控制环路与低 ESR 输出电容器（如陶瓷电容）配合良好。通过在上级反馈电阻上跨接输出前馈电容，可以优化瞬态响应。此外，精确的使能输入允许对输入电源进行可编程欠压锁定（UVLO），外部软启动电容有助于控制启动输出上升时间。

保护特性

该系列模块具备无损逐周期谷值电流限制，可保护模块免受过流或短路故障影响，还拥有热关断、输入欠压锁定功能，并且能够在预偏置输出下启动。同时，它们通过了冲击和振动认证，可在低至 - 55°C 的环境下运行。

评估板规格

电气规格

• 输入输出电压：LMZ1420xEXT 的输入电压范围为 6V 至 42V，使能 UVLO 为 8V，输出电压 (V{OUT}=3.3V)；LMZ1200xEXT 的输入电压范围为 4.5V 至 20V，使能 UVLO 为 4.5V，输出电压 (V{OUT}=1.8V)。
• 热阻参数：热阻 (theta{JA}=20^{circ}C / W)，(theta{JC}=1.9^{circ}C / W)。在 12V 输入、环境温度高达 80°C 时能够满负载运行。

物理规格

评估板采用四层设计，所有四层均为 1 盎司铜重量，两个内部接地层相同。尺寸为 1.705 英寸 x 3.03 英寸（4.33 厘米 x 7.7 厘米），厚度为 62 密耳（0.062 英寸）的 FR4 层压材料。

额外功能

评估板上有额外的组件安装焊盘，可用于试验不同的输入电容（Cin）和输出电容（Cout）组合，或在使能输入上使用齐纳钳位。

物料清单

LMZ1420xEXT 物料清单

在输入电压 (V{IN}=8V) 至 42V，输出电压 (V{OUT}=3.3V)，最大输出电流 (I_{OUT (MAX)}=3A / 2A / 1A) 的情况下，包含 SIMPLE SWITCHER® PFM - 7 模块 U1（型号为 LMZ14203 或 LMZ14202 或 LMZ14201），以及多种电容、电阻等元件。

LMZ1200xEXT 物料清单

当输入电压 (V{IN}=4.5V) 至 20V，输出电压 (V{OUT}=1.8V)，最大输出电流 (I_{OUT (MAX)}=3A / 2A / 1A) 时，同样包含 SIMPLE SWITCHER® PFM - 7 模块 U1（型号为 LMZ12003 或 LMZ12002 或 LMZ12001），以及相应的电容、电阻等元件。

性能特性

文档中给出了 LMZ14201EXT 的电流限制曲线、LMZ14203EXT 和 LMZ12003EXT 的启动波形、LMZ14203EXT 的输出纹波和瞬态响应等性能数据。这些数据对于工程师评估模块在不同工作条件下的性能非常有帮助。

PCB 布局图

评估板的 PCB 布局图包括顶层、内部接地层和底层。Gerber 和 CAD 文件可以从 LMZ14203EXT 产品文件夹中下载。合理的 PCB 布局对于电源模块的性能和可靠性至关重要，工程师可以根据这些布局图进行参考和优化。

重要注意事项

德州仪器保留对其半导体产品和服务进行改进和变更的权利，买家在下单前应获取最新信息。TI 对其组件的性能提供保修，但不承担买家产品设计和应用方面的责任。此外，对于不同应用场景（如医疗、军事、汽车等），TI 有相应的使用限制和要求。

在实际设计中，电子工程师可以根据这些信息，结合具体的应用需求，选择合适的电源模块和评估板，进行电源系统的设计和优化。大家在使用这些模块和评估板的过程中，有没有遇到过什么特别的问题或者有什么独特的设计经验呢？欢迎在评论区分享。