探索 LMR24210/20 降压调节器评估板：设计与应用揭秘

在电子设计领域，电源管理是至关重要的一环。今天，我们将深入探讨德州仪器（TI）的 LMR24210/20 降压调节器评估板，了解其特性、功能以及如何在实际设计中发挥作用。

文件下载：LMR24210EVAL/NOPB.pdf

一、LMR24210/20 降压调节器简介

LMR24210/20 是一款降压开关调节器，具备实现经济高效的降压电源转换器所需的所有功能，能够提供高达 1.0A 或 2.0A 的电流输出。它采用恒定导通时间（COT）调节方案，无需环路补偿，具有快速的负载瞬态响应和简单的电路实现，从而减少了元件数量，占用的电路板空间也非常小。此外，该调节器即使在全陶瓷输出电容网络下也能正常工作，且不依赖输出电容的等效串联电阻（ESR）来保证稳定性。其输入电压范围为 4.5V - 42V，适用于从汽车到未稳压电源调理等各种应用。

二、评估板特性

1. 电压与电流规格

• 输入电压范围：4.5V 至 42V，这使得它能够适应多种不同的电源环境。
• 输出电压：默认设置为 3.3V，不过可以通过调整反馈电阻来改变输出电压。
• 输出电流：LMR24220 最大输出电流可达 2000 mA，LMR24210 最大输出电流为 1000 mA。

2. 开关频率与 PCB 尺寸

• 开关频率：默认设置为 500 KHz。
• PCB 尺寸：46.8mm x 27.4mm，小巧的尺寸适合在各种空间有限的设计中使用。

三、功能选项

1. 使能选项

通过安装 R4、R5 和 D1，可以在期望的输入电压下使能器件。当 EN 引脚的电压高于 1.26V 时，器件将被启用；将 EN 引脚拉至地则可禁用器件。也可以施加逻辑信号到 EN 引脚，来测试器件的启动和关闭。若 EN 引脚悬空，器件将在内部欠压锁定（UVLO）电平下启用。

2. 输出电压调整

输出电压可以从 3.3V 调整到其他电压，通过调整反馈电阻，使用公式 $V{OUT} = V{FB}(1+(R_1/R2))$ 来计算，其中 $V{FB}$ 为 0.8V。更多关于组件选择和特性的信息，可以参考 LMR24210 和 LMR24220 的数据手册。

四、可选组件

1. 输入电压设置

R4 和 R5 用于设置器件启用时的输入电压水平。

2. 电压钳位

D1 是一个齐纳二极管，用于钳位 EN 引脚上的电压，建议使用 5.1V 的齐纳二极管。

3. 电容作用

• C7 是额外的输出电容。
• C8 是输入大容量电容，应靠近电源连接点放置，其作用是克服实验台布线的电感效应。
• C9 和 C10 是额外的输入电容。

五、测试设置

1. 连接电源与负载

• 连接电源到 VIN 端子，输入电压范围为 4.5V 至 42V。
• 连接负载到 VOUT 端子，输出电流范围为 0A 至 2.0A（或 1A）。

2. 使能控制

EN 引脚在正常操作时应悬空；将其短接到地可关闭器件。

3. 电压检查

• 先在 0A 负载下开启 VIN，用电压表检查 VOUT，标称值为 3.3V。
• 然后施加 2.0A（或 1A）负载，再次检查 VOUT，标称值仍为 3.3V。

六、典型性能特性

文档中展示了 LMR24210 和 LMR24220 的典型性能特性，包括效率与负载电流的关系、负载调节、负载瞬态波形、开关波形以及启动波形等。这些特性对于评估调节器在不同工作条件下的性能非常重要，工程师可以根据这些数据来优化设计。

七、布局设计

文档提供了评估板的多层布局图，包括顶层、顶层丝印、中间层 1、中间层 2、底层和底层丝印。合理的布局设计对于减少电磁干扰、提高电源效率和稳定性至关重要。工程师在实际设计中可以参考这些布局图，以确保电路板的性能。

八、重要注意事项

德州仪器对其半导体产品和服务保留进行修正、改进等变更的权利，并可能根据相关标准停止某些产品或服务。买家在下单前应获取最新信息，并验证其准确性和完整性。同时，TI 对组件的性能提供保证，但不承担应用协助或买家产品设计的责任。在使用 TI 组件时，买家需要自行负责产品和应用的设计，并采取适当的安全措施。此外，TI 对组件在某些特定应用（如医疗设备、军事航天等）有明确的授权要求。

综上所述，LMR24210/20 评估板为工程师提供了一个全面的平台，用于评估和设计降压电源转换器。通过了解其特性、功能和测试方法，工程师可以更好地利用这款调节器，满足不同应用的需求。你在使用类似评估板时遇到过哪些问题呢？欢迎在评论区分享你的经验。