【導讀】在汽車電子系統中，信息娛樂系統需要應對啟動時的36V電壓浪涌，ADAS模塊需在急加速的3V電壓驟降下保持穩定；在工業設備里，PLC模塊要處理數字信號的低噪聲需求，電機驅動輔助電源需承載12A的高電流輸出。這些場景對電源的“寬輸入范圍、高可靠性、高效能”提出了嚴格要求。Texas Instruments（TI）推出的LMQ644A2QEVM評估板，正是針對這些需求設計的LMQ644A2-Q1雙路降壓DC/DC轉換器評估工具，它以“3-36V寬輸入、12A總輸出電流、EMI優化設計”為核心優勢，成為汽車與工業領域工程師評估電源解決方案的理想選擇。
一、從需求到產品：LMQ644A2QEVM的設計定位
汽車電子與工業設備的電源環境充滿挑戰：汽車電源系統會遇到啟動時的高電壓浪涌（可達36V）、急加速時的低電壓驟降（低至3V），工業設備中的PLC模塊需應對電網波動，電機驅動輔助電源需承載持續的高電流。這些需求倒逼電源解決方案具備“寬輸入范圍、抗浪涌/驟降、高電流輸出”的特性。
LMQ644A2QEVM評估板的設計定位，正是解決汽車與工業場景的電源痛點。它搭載的LMQ644A2-Q1雙路降壓DC/DC轉換器，支持3V至36V的寬輸入電壓范圍，能承受36V的輸入浪涌（如汽車啟動時的電壓峰值）和3V的驟降（如急加速時的電壓跌落），確保在極端電壓條件下仍能穩定輸出。同時，評估板采用雙相交錯配置，總輸出電流可達12A，滿足工業電機驅動、汽車ADAS模塊等大電流需求。默認3.3V的輸出電壓可通過外部反饋電阻調整至5V或其他值，適配不同設備的電壓要求。
二、核心特性解析：寬輸入、高可靠的電源解決方案
LMQ644A2QEVM評估板的核心特性圍繞“寬輸入、高可靠、易配置”展開，覆蓋了電源設計的關鍵需求：
1. 寬輸入范圍與高電流輸出
評估板支持3V至36V的輸入電壓，覆蓋了汽車（12V/24V電源）、工業（24V/36V電源）的主流電壓標準。雙相交錯配置的同步降壓轉換器，將總輸出電流提升至12A，可滿足ADAS模塊（如攝像頭、雷達）、PLC模塊（如數字輸入輸出單元）的大電流需求。這種配置還能降低輸入電流紋波，減少對輸入電源的干擾。
2. 靈活的工作模式與開關頻率
評估板支持強制PWM（FPWM） 和自動（AUTO） 兩種工作模式：FPWM模式下，開關頻率固定（默認2.1MHz），適用于需要穩定輸出電壓的場景（如ADAS模塊）；AUTO模式下，轉換器會根據負載變化調整工作模式（輕負載時進入脈沖頻率調制（PFM），重負載時切換至PWM），提升輕負載效率（1A負載時效率較FPWM模式高5-8%）。開關頻率可在100kHz至2.2MHz之間調整，或與外部時鐘同步，適配不同設備的EMI要求（如汽車信息娛樂系統需要更高的開關頻率以減少體積）。
3. EMI優化設計
汽車與工業場景對電磁兼容性（EMI）要求嚴格（如汽車需滿足CISPR 25標準，工業設備需滿足IEC 61000標準）。LMQ644A2QEVM評估板通過兩級LC輸入濾波器（減少輸入噪聲）和擴頻調制技術（降低峰值輻射）優化EMI性能。集成的輸入電容器進一步抑制開關噪聲，確保輸出電壓穩定。這些設計使評估板在輻射發射測試中，關鍵頻段（如100MHz-500MHz）有顯著余量，滿足CISPR 25 Class 5標準。
4. 全面的保護機制
評估板具備多種保護功能，確保電源系統的可靠性：
打嗝模式過流保護：當輸出電流超過閾值時，轉換器進入打嗝模式（周期性重啟），防止損壞負載；
帶滯回的熱關斷保護：當芯片結溫超過150℃時，轉換器關閉，待溫度下降至130℃時恢復工作，避免過熱損壞；
可編程輸入欠壓鎖定（UVLO） ：通過外部電阻設置輸入電壓閾值（如3V），當輸入電壓低于閾值時，轉換器關閉，防止低電壓下的無效工作。
5. 高效的PCB設計
評估板采用6層2盎司銅厚的PCB設計，增強了熱管理能力（2盎司銅厚提升散熱效率）和信號完整性（6層板分離模擬與數字信號，減少干擾）。這種設計使評估板在高負載（如12A輸出）下，芯片結溫保持在安全范圍內（低于125℃），確保長期穩定工作。
三、性能表現：高效與EMI的平衡
LMQ644A2QEVM評估板的性能表現，完美平衡了效率、熱穩定性與EMI：
1. 效率優化
在12V輸入電壓下，FPWM模式的峰值效率可達87%（適用于重負載場景，如電機驅動）；AUTO模式下，1A輕負載時效率較FPWM模式提升5-8%（適用于信息娛樂系統、PLC模塊等輕負載場景）。這種效率表現，能減少電源損耗，降低設備溫度，提升續航（如汽車信息娛樂系統的電池使用時間）。
2. 熱性能穩定
即使在40℃環境溫度下，評估板在12A輸出時，芯片結溫僅為110℃（遠低于150℃的熱關斷閾值）。這種熱穩定性，確保評估板在高溫環境（如汽車引擎艙、工業廠房）中仍能正常工作，無需額外散熱片（減少設計成本）。
3. EMI滿足嚴格標準
EMI測試結果顯示，評估板的輻射發射（RE）在CISPR 25 Class 5標準下，關鍵頻段（如200MHz-1GHz）有10-15dB的余量。這意味著，評估板在汽車（如信息娛樂系統）和工業（如PLC模塊）場景中，不會對其他電子設備造成電磁干擾，符合行業法規要求。
四、應用場景：汽車與工業的理想選擇
LMQ644A2QEVM評估板的特性，使其成為汽車電子、工業設備、通信基礎設施的理想電源解決方案：
1. 汽車電子系統
信息娛樂系統：需應對汽車電源的浪涌（36V）和驟降（3V），評估板的寬輸入范圍和抗浪涌設計能確保信息娛樂系統（如導航、音響）在極端電壓下穩定工作；AUTO模式的輕負載高效，能減少電池消耗，提升續航。
ADAS模塊：需高可靠性（如雷達、攝像頭的穩定電源），評估板的FPWM模式（固定開關頻率）和全面保護機制（過流、熱關斷），能確保ADAS模塊在高速行駛中（如緊急制動）仍能正常工作，保障行車安全。
2. 工業設備
PLC模塊：需低噪聲（數字信號處理）和高信號完整性，評估板的6層PCB設計（分離模擬與數字信號）和EMI優化（兩級LC濾波器），能減少噪聲對PLC模塊的干擾，提升信號處理精度；寬輸入范圍（3-36V）適配工業電網的波動（如工廠電網的電壓變化）。
電機驅動輔助電源：需高電流（12A）和熱穩定性，評估板的雙相交錯配置（12A輸出）和6層PCB設計（高效散熱），能滿足電機驅動輔助電源的需求（如電機控制器的電源），確保電機平穩運行。
3. 通信基礎設施
基站射頻單元：需高效（減少基站能耗）和EMI優化（避免干擾射頻信號），評估板的FPWM模式（87%峰值效率）和擴頻調制技術（降低峰值輻射），能滿足基站射頻單元的需求，提升通信質量。
結語
LMQ644A2QEVM評估板作為TI針對LMQ644A2-Q1雙路降壓DC/DC轉換器的評估工具，以“寬輸入范圍、高可靠保護、高效性能”為核心優勢，完美適配汽車電子與工業設備的電源需求。其靈活的工作模式、EMI優化設計和全面的保護機制，使工程師能快速評估LMQ644A2-Q1的性能，為汽車信息娛樂系統、ADAS模塊、工業PLC模塊等場景設計高效、可靠的電源解決方案。
無論是應對汽車電源的波動，還是工業設備的高電流需求，LMQ644A2QEVM評估板都能提供穩定的電源支持，成為汽車與工業領域工程師的得力助手。
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