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  • LM74930-Q1 理想二极管控制器评估模块

    • ZHCUBH1 November   2023 LM74930-Q1

       

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  • LM74930-Q1 理想二极管控制器评估模块
  1.   1
  2.   说明
  3.   特性
  4.   应用
  5.   5
  6. 1评估模块概述
    1. 1.1 简介
    2. 1.2 套件内容
    3. 1.3 规格
    4. 1.4 器件信息
  7. 2硬件
    1. 2.1 测试点和连接器
    2. 2.2 测试设备和设置
      1. 2.2.1 电源
      2. 2.2.2 仪表
      3. 2.2.3 示波器
      4. 2.2.4 负载
    3. 2.3 测试设置和过程
      1. 2.3.1 通过输入电压实现上电和断电
      2. 2.3.2 未抑制的负载突降 200V - 输出钳位
      3. 2.3.3 过流保护测试
      4. 2.3.4 输出热短接测试
  8. 3硬件设计文件
    1. 3.1 原理图
    2. 3.2 PCB 布局
    3. 3.3 物料清单 (BOM)
  9. 4其他信息
    1.     商标
  10. 重要声明
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EVM User's Guide

LM74930-Q1 理想二极管控制器评估模块

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）。

说明

LM74930-Q1 评估模块 (LM74930Q1EVM) 可帮助设计人员评估具有电源路径开/关控制以及过流、短路和过压保护功能的 LM74930-Q1 理想二极管控制器的运行情况和性能。LM74930-Q1 具有 4V 至 65V 的宽输入电源电压，可保护和控制 12V 和 24V 汽车类电池供电的 ECU。LM74930-Q1 可驱动采用共源极拓扑连接的背对背外部 N 沟道 MOSFET，以实现浪涌抑制功能。在电源路径中使用了第一个 MOSFET 的情况下，该器件允许在发生过流和浪涌/过压事件时使用 HGATE 控制将负载断开（开/关控制）。集成的理想二极管控制器 (DGATE) 可驱动第二个 MOSFET 来代替肖特基二极管，以实现反向输入保护和输出电压保持功能。

特性

  • ORing 应用所需的反向电流阻断功能
  • 输入反向电池保护
  • 在共源极配置下，可驱动外部背对背 N 沟道 MOSFET
  • 针对 200V 未抑制负载突降等瞬变提供浪涌保护
  • 可调过流和短路保护
  • 精度为 10% 的模拟电流监视器输出 (IMON)
  • 可调节过压和欠压保护
  • MODE 引脚可允许双向电流（MODE = 低电平）

应用

  • 12V/24V 汽车反向电池保护
  • 工业运输
  • 冗余电源 ORing

GUID-20231023-SS0I-85P0-NZ1Q-XJJVGFNZXKTB-low.pngLM74930Q1EVM

1 评估模块概述

1.1 简介

本用户指南介绍了用于评估 LM74930-Q1 理想二极管控制器器件性能的 LM74930Q1EVM 评估模块。LM74930-Q1 理想二极管控制器可驱动和控制外部背对背 N 沟道 MOSFET，从而模拟具有电源路径开/关控制以及过流、短路和过压保护功能的理想二极管整流器。本文档提供了用于评估 LM74930-Q1 器件的 EVM 配置信息和测试设置详细信息，还包括 EVM 原理图、电路板布局布线和物料清单 (BOM)。

表 1-1 LM74930Q1EVM 评估板选项和设置
器件型号 EVM 功能 Vin 范围 Vin UVLO Vin OVP

ENABLE

(EN)

 过流

保护

 特性
低设置 高设置
LM74930Q1EVM 具有浪涌抑制功能、断路器、欠压和过压保护以及故障 输出的理想二极管 4 V 至 65 V 5.3V 36.96V 高电平有效 4A 6A 可选过流阈值和计时器设置

1.2 套件内容

表 1-2 LM74930Q1EVM 套件内容
条目 说明 数量
LM74930Q1EVM PCB 1

1.3 规格

  • 4V 至 65V 输入范围
  • 4A 至 6A 可调过流保护（使用板载跳线）
  • 可编程断路器计时器
  • 负载电流监测输出
  • 可编程自动重试和锁存选项
  • 用于故障指示的 LED
  • 用于输出开/关检测指示的 LED

1.4 器件信息

LM74930-Q1 是一款具有浪涌抑制器、断路器、过压保护和故障输出功能的理想二极管。LM74930-Q1 理想二极管控制器可驱动和控制外部背对背 N 沟道 MOSFET，从而仿真具有电源路径开/关控制及过流和过压保护功能的理想二极管整流器。3V 至 65V 的宽输入电源电压可保护和控制 12V 和 24V 汽车类电池供电的 ECU。该器件可耐受低至 –65V 的负电源电压，并提供负载保护。

2 硬件

2.1 测试点和连接器

表 3-1 列出了 LM74930Q1EVM 评估板输入和输出连接器功能。表 3-2 和表 3-3 介绍了测试点可用性和跳线功能。

表 2-1 输入和输出连接器功能
连接器标签说明
J1VIN输入电源正电源轨的电源输入连接器。
J3PGND电源的接地连接。
J2VOUT负载正极侧的电源输出连接器。
J9VOUT_LC输出 CLC 滤波器之后的电源输出连接器。
J4PGND负载的接地连接。
表 2-2 测试点说明
测试点标签说明
TP1VINEVM 的输入电源。
TP2VOUTEVM 的输出。
TP3、TP4、TP14PGNDEVM 接地。
TP5EN使能输入。
TP6VSIC 的输入电源。
TP7DGATE二极管控制器栅极驱动输出。
TP8HGATEHSFET 的栅极驱动器输出。
TP9FLT/低电平有效开漏故障输出。
TP10

MODE

用于禁用 DGATE 的反向电流阻断功能的 MODE 输入。

TP11TMR故障计时器输入。
TP12IMON模拟电流监控器输出。
TP13C理想二极管的阴极。

TP15

VREG

板载稳压电源

表 2-3 跳线和 LED 说明
跳线连接说明
J51-2EN 连接到 VREG。EN 拉至高电平。
2-3EN 连接到 GND。EN 拉至低电平。
J61-2MODE 连接至 VREG。
2-3MODE 连接至 GND。已禁用 RCB。
J71-2输出高电平 D5 LED 指示。
J81-2OVCLAMP 连接到 OV，以实现具有计时器功能的过压钳位。
2-3

当不需要 OV 钳位时，OVCLAMP 连接到 GND。

J101-2计时器持续时间设置为 0.14ms。
3-4计时器持续时间设置为 0.68ms。
5-6控制器设置为闭锁模式。
J111-2禁用过流保护。
3-4过流保护阈值设置为 4A。
5-6过流保护阈值设置为 6A。
J121-2IMON 电压设置为 0.65V/A。
3-4IMON 电压设置为 0.43V/A。

J13

1-2

将 FLT/ 引脚拉至外部电源

2-3

将 FLT/ 引脚拉至板载 VREG 电源。

J14

1-2

将 OV 电阻分压器拉至 VIN

2-3

将 OV 电阻分压器拉至 VOUT

2.2 测试设备和设置

2.2.1 电源

一个具有 0V 至 60-V 输出电压和 0A 至 10A 输出电流限制的可调电源。

2.2.2 仪表

最少需要一个 DMM。

2.2.3 示波器

DPO2024 或等效器件，具有 3 个 10 倍电压探针和一个直流电流探针。

2.2.4 负载

一个电阻负载或等效负载，可以在 60V 电压下承受高达 50A 的直流负载，并且能够实现输出短路保护。

2.3 测试设置和过程

确保评估板具有如表 3-4 所示的默认跳线设置。

表 2-4 LM74930Q1EVM 评估板的默认跳线设置
跳线默认设置功能
J51-2EN 连接到 VREG。EN 拉至高电平。
J61-2MODE 连接至 VREG。

反向电流阻断已启用。
J71-2输出高电平时的 D5 LED 指示。
J82-3OVCLAMP 连接至 GND。

OVCLAMP 功能已禁用。
J101-2计时器设置为 0.14ms。
J113-4过流保护阈值设置为 4A。
J121-2IMON 电压设置为 0.65V/A。
J132-3FLT/ 上拉至 VREG。
J14 1-2 OV 电阻梯被拉至 VIN。
GUID-20231023-SS0I-3SH9-CSV1-S8TMFVZFV30J-low.png图 2-1 带测试设备的 LM74930Q1EVM 设置

在开始任何测试之前，请按以下说明进行操作，并在进行下一个测试之前再次重复以下操作。

  1. 将电源输出 VIN 设置为 0V。
  2. 打开电源，将电源输出 VIN 设置为 12V 并将电流限制设置为 10A。
  3. 关闭电源。
  4. 将 EVM 上的跳线设置到默认位置，如表 3-4 所示。

2.3.1 通过输入电压实现上电和断电

按照以下说明捕获预充电电流曲线。

  1. 将输入电源电压 VIN 设置为 12V，将电流限制设置为 10A。
  2. 确认 J5 跳线设置设为 1-2。
  3. 打开输入电源。
  4. 观察电荷泵电压 VCAP、HGATE、DGATE 和输出电压的启动曲线。
  5. 关闭输入电源。
  6. 观察电荷泵电压 (VCAP – VVS)、输出电压、HGATE 和 DGATE 的关断曲线。
图 3-2 展示了在 LM74930Q1EVM 评估板上捕获的通过 EN 实现上电的示例曲线。
GUID-20231023-SS0I-CXR9-JKNM-T8KP9VKJKJ0P-low.jpg图 2-2 LM74930-Q1 通过 VIN 启动- HGATE、DGATE 和 VOUT
GUID-20231023-SS0I-101K-R6TQ-1T7X03XNMR6N-low.jpg图 2-3 LM74930-Q1 通过 VIN - VS、CAP 和 HGATE 启动

2.3.2 未抑制的负载突降 200V - 输出钳位

按照以下说明验证 LM74930-Q1 的过压保护功能。

  1. 要测试 200V 未抑制负载突降，需要使用 LD200N 或类似设备作为输入电源。
  2. 确保将 J8 跳线设置为 2-3。
  3. 将输入电源电压 VIN 设置为 24 V，将电流限制设置为 5 A。
  4. 打开电源并观察输出电压的启动。
  5. 现在使用 LD200N 设备施加 200V 未抑制负载突降。
  6. 观察输入电压高于 OV 阈值时 LM74930-Q1 的 OVCLAMP 运行状况。
GUID-20231016-SS0I-XSRS-RS6G-BDBC49MMT2WG-low.png图 2-4 未抑制的负载突降 200V - 输出钳位 (OVCLAMP = GND)

 
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