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  • LM2745 降压控制器评估模块用户指南

    • ZHCABF9B May   2007  – February 2022 LM2745

       

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  • LM2745 降压控制器评估模块用户指南
  1.   商标
  2. 1 引言
  3. 2 板规格
  4. 3 特性选项
  5. 4 规格摘要
  6. 5 性能特性 - 效率
  7. 6 开关节点电压和输出电压纹波
  8. 7 负载瞬态响应
  9. 8 物料清单
  10. 9 PCB 布局
  11. 10修订历史记录
  12. 重要声明
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USER'S GUIDE

LM2745 降压控制器评估模块用户指南

本资源的原文使用英文撰写。 为方便起见,TI 提供了译文;由于翻译过程中可能使用了自动化工具,TI 不保证译文的准确性。 为确认准确性,请务必访问 ti.com 参考最新的英文版本(控制文档)。

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1 引言

本用户指南介绍了 LM2745 印刷电路板 (PCB) 设计,并提供了典型应用电路的示例。LM2745 是一款电压模式 PWM 降压控制器,可实现同步整流。它提供了一种低成本、高功率密度和高效的负载点解决方案。稳态运行时,LM2745 始终保持同步,即使在空载时也是如此,从而简化了补偿设计。当输出预偏置时,LM2745 可确保平稳且受控的启动。限流保护不需要电源路径中使用限流电阻,而是通过感测低侧 MOSFET 两端的电压 VDS 来实现。虽然 IC 控制部分的额定电压为 3V 至 6V (VCC),但驱动器部分设计为可接受高达 14V 的输入电源轨 (VIN)。

2 板规格

该演示板面向固定和移动电信、工业电子产品和分布式电源市场。该演示板的 VIN 范围为 8V 至 14V,LDO 稳压器 LP2937 通过将输出电压调节至 5V 来为 VCC 供电。LM2745 在 19A 电流下将输出电压稳定在 1.2V 至 3.3V 范围内,开关频率为 300kHz。演示板针对前面提到的参数进行了优化,因此对于其他设计修改,请参阅 LM2745/48 具有预偏置启动和可选时钟同步特性的同步降压控制器数据表中的设计注意事项部分。PCB 采用四层设计。顶层和底层是 2oz 覆铜,中间两层是 1oz 覆铜。该板在 FR4 层压板上的尺寸为 2.19 英寸 × 1.03 英寸 × 0.41 英寸(56 毫米 × 26.2 毫米 × 10.3 毫米)(长 × 宽 × 高)。

3 特性选项

当需要使用 LM2745 的跟踪功能时,请移除连接软启动电容器 C10 的跳线,并连接标识符 R13 和 R14 上的电阻分压器(请参阅图 3-1)。为方便用户连接,提供了 Track 终端。演示板已做好同步准备,只需将外部时钟连接到 SYNC 终端。

注: 提高开关频率会降低电感电流纹波以及输入和输出电压纹波(如果元件值保持不变)。

监测 MOSFET 结温,因为开关损耗会增加,不要超过 MOSFET 的最高结温。有关最高结温规格和散热的指南,请参阅 MOSFET 制造商数据表。

GUID-8CEA1AA0-7A60-4C7E-8F48-7C689FFA9C9B-low.gif图 3-1 软启动和跟踪跳线

4 规格摘要

  • 节省空间的封装尺寸
  • 宽环境温度范围:-40°C 至 65°C
  • 输入电压范围:8V 至 14V
  • 可调输出电压:1.2V 至 3.3V
  • 无最低负载要求
  • 远程开关
  • 电源正常信号
  • 固定开关频率:300kHz
  • 开关频率同步范围为 250kHz 至 1MHz
  • 电流限制保护
  • 控制器电源启动跟踪功能
  • 带预偏置输出负载的启动
  • 可调软启动
  • 小尺寸:2.19 英寸 × 1.03 英寸 × 0.41 英寸 (56mm × 26.2mm × 10.3mm)

5 性能特性 - 效率

GUID-16288F83-FCD1-4D13-9169-99F5939137BC-low.png图 5-1 效率与负载电流间的关系(VOUT = 3.3V,fSW = 300kHz)

6 开关节点电压和输出电压纹波

GUID-5294FB6E-3791-4EC6-B795-633B65979259-low.png图 6-1 VIN = 8V,VOUT = 3.3V,ILOAD = 100mA,fSW = 300kHz,20MHz 带宽限制
GUID-8ECD1BE0-3A92-4E2E-8A11-71B22F9E6ACD-low.png图 6-3 VIN = 14V,VOUT = 3.3V,ILOAD = 100mA,fSW = 300kHz,20MHz 带宽限制
GUID-E093BF46-3736-4CDE-9B10-7ACE38EAA043-low.png图 6-2 VIN = 8V,VOUT = 3.3V,ILOAD = 19A,fSW = 300kHz,20MHz 带宽限制
GUID-E3C623BE-CD9E-49BC-ABA0-D753678A6FB9-low.png图 6-4 VIN = 14V,VOUT = 3.3V,ILOAD = 19A,fSW = 300kHz,20MHz 带宽限制

7 负载瞬态响应

GUID-72D4C7DE-A969-42CB-98AC-89009273B56F-low.gif图 7-1 VIN = 14V,VOUT = 3.3V ILOAD = 2A 至 10A,CH1:VOUT,CH2:ILOAD
GUID-66E3602A-863C-4FEB-861C-59F5E05855CD-low.gif图 7-3 VIN = 8V,VOUT = 3.3V,ILOAD = 2A 至 10A,CH1:VOUT,CH2:ILOAD
GUID-16D5E9E4-9D4E-4E2D-97F2-DAAAEF6B164B-low.gif图 7-2 VIN = 14V,VOUT = 3.3V,ILOAD = 11A 至 19A,CH1:VOUT,CH2:ILOAD
GUID-AF0DBA5E-7F9D-4C15-A202-C510FBE367A6-low.gif图 7-4 VIN = 8V,VOUT = 3.3V,ILOAD = 11A 至 19A,CH1:VOUT,CH2:ILOAD

8 物料清单

表 8-1 LM2745 POL EVB 的物料清单(VIN:8V 至 14V,VOUT:3.3V,19A)
位置 器件型号 类型 大小 参数 数量 供应商
U1 LM2745 同步降压控制器 TSSOP-14 VIN:4.5 V 至 5.5V 1 NSC
U2 LM27937IMP-5.0 线性稳压器 5V,500mA SOT-223 5V、500mA 1 NSC
L1 SER2010-202ML 电感器 2μH,27A,0.852mΩ 1 Coilcraft(线艺)
Q1-2 IRF6633 N-MOSFET DirectFET-MP 20V,16A,4.1mΩ,11nC 2 Vishay(威世)
Q3 IRF6609 N-MOSFET DirectFET-MT 20V,150A,2mΩ,46nC 1 Vishay(威世)
D1 SL22-E3/2C 肖特基二极管 SMB 20V,2A 1 Vishay(威世)
D2 MBRS0520 肖特基二极管 SOD123 20 V,0.5 A 1 Vishay(威世)
C1、2 GRM32ER61C226KE20L 陶瓷电容器 1210 22µF,25V,X7R,5% 2 Murata(村田)
C3、11 GRM319R71H104KA01B 陶瓷电容器 1206 100nF,25V,X7R,10% 2 Murata(村田)
C14 GRM319R71H474KA01B 陶瓷电容器 1206 470nF,25V,X7R,10% 1 Murata(村田)
C9 GRM1885C1H1210JA01 陶瓷电容器 0603 120pF,50V,C0G,5% 1 Murata(村田)
C6 GRM188R71H222KA01 陶瓷电容器 0603 2.2nF,50V,X7R,10% 1 Murata(村田)
C7 GRM1885C1H101JA01 陶瓷电容器 0603 100pF,50V,C0G,5% 1 Murata(村田)
C8 GRM188R71H332KA01 陶瓷电容器 0603 3.3nF,50V,X7R,10% 1 Murata(村田)
C10 GRM188R71H153KA01 陶瓷电容器 0603 15nF,50V,X7R,10% 1 MuRata(村田)
C12 GRM40X7R472K25 陶瓷电容器 0805 470nF,25V,X7R,10% 1 MuRata(村田)
C13 12066D226MAT 陶瓷电容器 1206 22µF,6.3V,X5R,20% 1 AVX
C4、5 6SVPC220M OS-CON C6 220µF,6.3V,20% 2 Sanyo(三洋)
R1、18 CRCW06030R00F 贴片电阻器 0603 0Ω 2 Vishay(威世)
R2 CRCW06032151F 贴片电阻器 0603 2.15k,1% 1 Vishay(威世)
R3、R17 CRCW06031002F 贴片电阻器 0603 10k,1% 2 Vishay(威世)
R4 CRCW06032211F 贴片电阻器 0603 2.21k,1% 1 Vishay(威世)
R10、11 CRCW06031003F 贴片电阻器 0603 100k,1% 2 Vishay(威世)
R5、6、8 CRCW06032R21F 贴片电阻器 0603 2.21Ω,1% 3 Vishay(威世)
R7、9 CRCW06034702F 贴片电阻器 0603 47k,1% 2 Vishay(威世)
R12 CRCW06038451F 贴片电阻器 0603 8.45k,1% 1 Vishay(威世)
R15 CRCW06031821F 贴片电阻器 0603 1.82k,1% 1 Vishay(威世)
R16 CRCW060310R0F 贴片电阻器 0603 10Ω,1% 1 Vishay(威世)
— — F-Pin 8
— — 引脚 90 度,SIP,6 向 间距:2.54 mm 1
GUID-639A32F3-4D98-4829-9E7D-7CFBDAFDF1B5-low.gif图 8-1 300kHz 演示板原理图

9 PCB 布局

GUID-2D7DC112-9353-4B03-BA67-36B49429A6FD-low.png图 9-1 顶部丝印层
GUID-51FEA17E-5DE3-4A7D-8D2C-E9B5BA7071C9-low.png图 9-2 顶部铜层
GUID-CC024462-7D14-4A9C-8A82-CFAFD6806BB2-low.png图 9-3 底部丝印层
GUID-C61FC39D-382E-48D5-810F-8D0AA9FCFA63-low.png图 9-4 底部铜层
GUID-7DCC947A-30B8-4709-B4F0-EF725C88E95F-low.png图 9-5 内层 1(GND 覆铜)
GUID-F040EF39-8C6F-44A2-AE31-20B4B4F8840B-low.png图 9-6 内层 2(GND 覆铜)

10 修订历史记录

Date Letter Revision History Changes Intro HTMLA (May 2013)to RevisionB (February 2022)

  • 更新了整个文档中的表格、图和交叉参考的编号格式。Go
  • 更新了用户指南标题Go

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