探索LMZ34002：负输出电压Simple Switcher®电源模块评估模块的应用与特性

在电子设计领域，电源模块的性能和稳定性对于整个系统的正常运行至关重要。今天，我们将深入探讨LMZ34002负输出电压Simple Switcher®电源模块评估模块（EVM），了解它的特点、使用方法以及相关注意事项。

文件下载：LMZ34002EVM-001.pdf

一、评估模块简介

LMZ34002EVM - 001评估模块是一个易于使用的平台，旨在帮助工程师全面评估Simple Switcher®电源模块的特性和性能。该指南为正确使用EVM以及解释电路板上众多测试点提供了详细信息。

二、模块特性

1. 输入输出范围

EVM采用LMZ34002器件，可在4.5 V至40 V的输入电源下工作。LMZ34002是一款非同步、升降压（负输出）转换器，优化后的输出电压范围为 -3 V至 -17 V。

2. 固定频率

LMZ34002通常以800 kHz的固定频率运行，这有助于稳定电源输出。

3. 输出电压设置

通过简单的配置跳线，输出电压可以设置为四个常用值之一，方便工程师根据实际需求进行调整。

4. 输出电流

根据输入和输出电压的不同，EVM可提供高达2 A的输出电流。

5. 电容使用

电路板上使用了最少的输入和输出电容，同时还提供了组件焊盘，方便工程师根据需要添加额外的输入和输出电容。

6. 测试点

提供了多个测试点，可用于测量效率、功率耗散、输入纹波、输出纹波、线路和负载调节、软启动行为、瞬态响应以及欠压锁定（UVLO）行为等。

7. PCB布局

采用推荐的PCB布局，可最大限度地提高热性能，同时最小化输出纹波和噪声。

三、使用步骤

1. 连接电源

将主机电源连接到EVM的端子块TB1，VIN和GND端子有明确标记。端子块可接受最大16 AWG的电线。为了进行完整评估，主机电源应可调节至40 V，并且能够提供至少3 A的电流。

2. 连接负载

EVM的输出通过端子块TB2提供，可连接电子或电阻负载。

3. 电压监测

在端子块附近提供了输入和输出电压测试点，可用于连接电压表来监测VIN和VOUT。但请注意，这些测试点不能用作输入电源或输出负载的连接点，因为连接到测试点的PCB走线不适合承载高电流。

4. 设置跳线

在施加电源之前，确保VOUT SELECT（J3）跳线存在并正确定位，以获得所需的输出电压。更改跳线设置时，务必先移除电源。

5. 开启电源

确认跳线设置后，将主机输入电源设置为4.5 V至40 V之间的电压，同时确保VIN + |VOUT|之和不超过50 V。开启主机电源，确认获得所选的输出电压。

四、测试点说明

1. VIN

输入电压监测点，可连接数字电压表（DVM）进行效率测量。

2. –VOUT

负输出电压监测点，可连接DVM进行效率、线路调节和负载调节测量。

3. J1 (VIN)

连接带有短接地端的示波器探头，用于测量输入纹波电压。

4. J2 (–VOUT)

连接带有短接地端的示波器探头，用于测量输出纹波电压和瞬态响应。

5. SS

可监测软启动电容上的电压。

6. INH / UVLO

将此端子接地，可通过板载电平转换器抑制电源转换。当该引脚开路时，其电压为UVLO电阻分压器网络的电压。

7. GND

用于仪表和示波器探头的接地。

8. PH

通过测试点，可使用示波器监测器件的相位引脚（开关节点），用于测量调节器的开关频率。请注意，只能使用x10示波器探头监测此点，因为传统电缆或x1探头的杂散电容可能会影响器件的运行。

五、操作注意事项

1. UVLO阈值

工厂库存EVM的UVLO阈值约为4.5 V，输入电压必须高于该阈值才能开始电源转换。UVLO阈值由电阻R6和R7设置，具体信息可参考LMZ34002数据手册。

2. 软启动

当输入电压高于UVLO阈值时，电源转换开始，输出电压将在约10 ms内上升到最终值。如果需要增加软启动间隔，可在EVM底部的C4位置添加电容。

3. 开关频率

工厂库存EVM的开关频率通过在电阻R8上安装0 - Ω电阻设置为800 kHz（典型值）。将R8更改为93.1 kΩ，可将开关频率更改为500 kHz。开关频率的限制可参考LMZ34002数据手册。

4. CLK输入引脚

工厂库存EVM上的CLK输入引脚（引脚31）未引出到测试点。

5. 短路保护

LMZ34002不适合承受输出端的持续短路。它可以承受瞬间短路（< 5秒），但持续短路可能会对器件造成永久性损坏。

6. 最大输出电流

最大输出电流取决于输入和输出电压，可参考相关图表了解四个常见输出电压在输入电压范围内的输出电流限制。

六、标准条款和条件

1. 交付

TI按照规定的条款和条件向用户交付评估模块（EVM），用户接受EVM需明确遵守这些条款和条件。

2. 有限保修和相关补救措施/免责声明

TI保证EVM在交付给用户后的90天内符合其公布的规格。但TI对因用户疏忽、滥用或不当处理（包括不正确的安装或测试）以及非TI实体对EVM进行的任何更改或修改所导致的缺陷不承担责任。

3. 监管通知

不同国家和地区对EVM有不同的监管要求，包括美国、加拿大和日本等。用户在使用EVM时，需遵守当地的法规和规定。

4. EVM使用限制和警告

EVM不应用于功能安全和/或安全关键评估，用户在处理或使用EVM之前，必须阅读并遵守TI提供的用户指南和其他相关文档。

5. 信息准确性

TI尽力提供准确的EVM信息，但不保证EVM描述、可用性或其他网站信息的准确性、完整性、可靠性、及时性或无错误。

6. 免责声明

除上述规定外，EVM及其提供的书面设计材料“按原样”提供，TI不承担任何其他明示或暗示的保证。

7. 用户赔偿义务和声明

用户有责任为TI及其许可方和代表辩护、赔偿并使其免受因EVM的处理或使用不符合条款和条件而产生的所有索赔、损害、损失、费用和责任。

8. 损害赔偿和责任限制

TI对特殊、间接、惩罚性、偶然、后果性或示范性损害不承担责任，且TI的总责任不超过用户为特定EVM单元支付的总金额。

9. 退货政策

除另有规定外，TI不提供退款、退货或换货服务。如果用户认为对EVM的收费有误或交付违反适用订单，应联系TI。

10. 适用法律

这些条款和条件受德克萨斯州法律管辖，任何争议的非专属管辖权位于德克萨斯州的法院。

七、总结

LMZ34002负输出电压Simple Switcher®电源模块评估模块为工程师提供了一个方便的平台，用于评估电源模块的性能和特性。在使用过程中，工程师需要注意各项操作细节和安全事项，以确保评估的准确性和可靠性。同时，要遵守相关的标准条款和条件，避免潜在的风险和纠纷。你在使用类似电源模块评估模块时遇到过哪些问题呢？欢迎在评论区分享你的经验和见解。