《LM5123EVM-BST测评》空载测试-板载资源分析

秦天qintian0303

《LM5123EVM-BST测评》空载测试-板载资源分析 [复制链接]

        LM5123EVM-BST评估模块用于评估LM5123-Q1同步升压控制器的工作和性能。EVM工作在8 v到18 v的输入电压范围内，可以处理高达42 v的输入瞬态。EVM提供24v输出，最大额定功率为200w。当使用LM5123-Q1的TRK引脚时，输出电压可以达到33v。EVM可用于评估LM5123-Q1的许多应用。

        从开发板的基本信息可以看出：

                推荐输入电压范围：8-18V

                输出电压：24V

                最大功率：200W

                最大输入电流：30A

                最大输出电流：8.3A

                工作频率440 kHz与外部时钟同步上下20%等等。

        我们如何进行测试呢？我们先了解一下其基本接口

        输入输出接口如下：

        实物位置：

        我们先用基础配置看一下板载的输入输出：

        本次使用的是12V输入，可以看到输出非常的精准。

 

        接下老我们看一下跳线位置：为什么看跳线呢？主要是因为该开发板给了很多的方便的配置，那么我们想要更多的了解，就要从这些跳线出发了解更深层次的引脚控制。

        J7与J10：和两个跳线是关联的，如下图：

        J7如果1脚和2脚连接，实际上就是SYNC/DITHER/VH/CP通过1-kΩ电阻器被拉到VCC，以启用内部电荷泵或启用VCC保持功能。注意如果J10已连接，则不应进行此连接；J7的2脚和2连接，SYNC/DITHER/VH/CP通过1-kΩ电阻器被拉到AGND，以禁用内部电荷泵和VCC保持功能；J7悬空不连，可以在J10上使用外部时钟同步。

        这里主要控制的引脚是14脚（SYNC），引脚大于2.0 V可实现VCC保持和电荷泵使能；同步时钟输入。内部振荡器可以在运行期间同步到外部时钟。如果不使用，连接到AGND。

目前的默认状态是J10连接，J7不连。

        J9：主要控制的是TRK，对应的是18引脚，不过从下边的原理图可以看出PWM信号通过两级低通滤波器施加到TRK引脚还必须必须焊接R18。

        18引脚是输出调节目标编程引脚。VOUT调节目标可以通过电阻分压器将引脚连接到VREF或通过直接从D/ a控制引脚电压来编程。引脚的推荐工作范围为0.25 V ~ 1.0 V。这个引脚可以和16脚（VREF）配合使用：

        16脚（VREF）是1.0 v内部参考电压输出引脚。从引脚连接470-pF电容到agnd。VOUT调节目标可以通过从引脚连接电阻分压器到TRK来编程。该引脚如果使用，则到AGND的电阻必须大于20 kΩ。将分压器的低侧电阻连接到AGND。这里还有一个注意事项，如果初始上电时引脚到AGND的阻值在75 kΩ ~ 100 kΩ之间，则选择低VOUT范围(5v ~ 20v)。初始上电时，如果引脚到AGND的阻值在20 kΩ ~ 35 kΩ之间，则选择上电压输出范围(15v ~ 57v)。本开发板正好是35K，所以输出范围只能是(15v ~ 57v)之间。

        上图可以看出目前经过分压TRK的引脚电压为0.4V通过测试TP8：

        符合计算预期的，那么24V是如何得来的？Vout = 60*R26/（R26+R24）.

        到这里我们基本了解输出电压的控制方法了。

        J11、J12和J13联动：

        默认状态下J11连通，J12连接的是1脚和2脚，J13连接的是1脚和2脚，目前来看BIAS连接到VIN，VAUX也连接的是VIN，通过测试可以看到，TP6电压如下图：

        这里主要是对BIAS引脚的控制，BIAS引脚的高压5v VCC稳压器，设备使能后，内部vcregulator开启50 μs，当VCC高于VCC UVLO阈值(VVCC-UVLO)时，开始120 μs的设备配置。当设备关闭或vcc低于2.2 V时，设备配置复位。重新配置设备的首选方法是关闭设备。在配置时，选择轻载切换模式和VOUT范围。

        高压VCC稳压器允许连接BIAS引脚直接提供3.8 V至42 V的电压。当BIAS小于5 v VCC调节目标(VVCC-REG)时，由于VCC稳压器的1.7-Ω电阻引起的小降压，VCC输出跟踪BIAS电压。

推荐的VCC电容值为4.7 μF。VCC电容应在靠近器件的VCC和pgnd之间填充。推荐的BIAS电容值为1.0 μF。BIAS电容必须安装在靠近器件的BIAS和PGND之间。

        如果VIN操作低于3.8 V，则必须将BIAS引脚连接到升压转换器(VLOAD)的输出端。通过将BIAS引脚连接到VLOAD，当BIAS大于3.8 V时，升压转换器的输入电压(VSUPPLY)可以降至0.8V。

        J14用于模式配置:

        器件开关模式(FPWM，二极管仿真（DE模式），或skip)选择引脚。如果引脚打开或在初始上电期间从引脚连接到AGND的电阻大于500 kΩ，则设备配置为skip模式。通过引脚接VCC或上电时引脚电压大于2.0 v，设备配置为fpwm模式。通过将引脚接地或在初始上电时引脚电压小于0.4 V，将器件配置为二极管仿真模式（DE模式）。开关模式可以在FPWM和DE模式之间动态编程。默认J14连接1脚和2脚，设备处在FPWM模式。

        在FPWM模式下，电感电流在轻载或空载条件下连续导通，允许连续导通模式(CCM)工作。FPWM模式的优点是轻负载到重负载的快速瞬态响应，以及在轻负载或空载条件下恒定的开关频率。在FPWM模式下，最大反向电流限制为145 mV/RDS(ON)。我们目前还没有连接负载，所以当前属于空载模式，我们看一下SW引脚的输出情况：

        可以看到其开关频率和峰值都是可以符合工作频率的要求的，峰值电压与输出电压相符；

        11脚输出波形如下图：

        我们跟换到二极管仿真(DE)模式，SW引脚输出波形：

        采集到的是一个复合波形，接下来看看11脚输出波形：

        发热情况：本次看了一下在空载情况下各处节点的配置和测试，默认情况下是FPWM模式，虽然没有接任何负载，还是有147mA的一个电流，如下图：

        主要的发热分布如下图：

        最高温度达到过80℃。