LMZ12010易电源模块是德州仪器的一款易于使用的降压式DC/DC SIMPLE SWITCHER，仅需2个外部电阻和电容即可实现电源解决方案。它可工作于6V和20V之间的输入电压轨，可驱动高达10A的负载，并提供低至0.8V的可调高精度输出电压。LMZ12010具有热关断、输入欠压锁定、输出过电压保护、短路保护、输出电流限制并允许预偏置电压输出启动等保护功能。另外，它采用创新封装模式，提高了散热性能并可手工或机器焊接。
本测评将使用TI提供的LMZ12010 Demo Board作为测试对象，重点测试其在低温、室温和高温环境下的常规输出性能，这也是我在应用中最常关注的指标。
一、测试准备
因个人条件有限，只能使用一些简单的测量工具和器材，主要有：三位半万用表、插件电阻、法拉电容、虚拟示波器、万用板、电热恒温干燥箱、冰箱、水银温度计、直流稳压电源、12V铅酸蓄电池。
二、演示板辨识
LMZ12010DEMO采用四层板设计，因为LMZ12010是开关电源，PCB的布局设计对EMI和热效应有很大的影响，在其文档中对PCB的Layout有比较详尽的指导建议，比如最小化开关电流环路面积、单点接地、最小化FB引脚的走线长度、输入输出总线尽量宽、设置10×10过孔矩阵以加强散热等，这些在演示板上都能体现。该演示板可以输出四种电压，分别是1.2V、2.5V、3.3V、5V，可简单通过跳线器进行切换。这里顺带提一下，演示板的用户手册中提示当输出电压为5V时，输入电压应该不低于7V，否则估计不能保证一些特性指标，比如带载能力。
在查询LMZ12010DEMO数据手册时，发现TI官方提供的该板的数据手册与实物不是完全一致。与LMZ12010相关的评估板有两种，一为Demo Board，二为Evaluation Board。本次测评的是Demo Board，而TI网站给的链接的PDF文档却是针对Evaluation Board的SNVA460B，而且核心器件是LMZ22010。在官网查找到针对LMZ12010的文档SNVA478C，不过该文档中描述的板子上设计有电感L1的焊盘，而实物板子上是没有的。后来在LMZ12010的数据手册中的典型应用章节看到基本跟实物一致的典型应用板图，但该文档中的部分元器件参数却与实物不符（比如Rent和Renb），实物的元器件参数与文档SNVA478C才基本一致。另外，中文数据手册的内容相较于英文版，也有所删减。所以这个文档的准确性问题TI做得还不够完美，也许是因为这个产品本来是收购之前的国家半导体的，连上面的Logo都还是National Semiconductor，是个历史问题。
至于LMZ22010和LMZ12010的区别，可以参考以下图表，主要差异是所谓的电流分享（current sharing）的功能，大体上就是可以通过同步并联若干个模块以增大输出带载能力。而二者的评估板大体上也是相同的，电路原理相同，只是个别元器件有增减，板卡的接口也有些增减，再就是四层板的内电层铜箔厚度不一样。
三、室温测试
1、空载试验。测试的室温基本在26~28℃范围，包括后面的带载试验。
在输入端施加6V直流电源，默认配置输出3.3V，EN端使能，此时整个评估板的耗电约为32mA，如下图示：
模块禁能即EN端接地后，整个评估板的耗电约为1.5mA，如下图：
在输入端施加约13V的直流电源，模块禁能后，整个评估板的耗电约为3.4mA，如下图：
LMZ12010数据手册中，电气特性部分写明关断静态电流为32μA，上述测试的电流大大超过该参数值，分析其电原理图，应该主要是EN使能端的分压电阻的功耗带入的，查看板子上Rent为4.12k ohm，上述试验电源分别施加了6V和13V，测得的板子电流也基本成比例增减，与数据手册没有矛盾。对于功耗要求严格的场合，可以在满足EN端电气参数要求的前提下，相应调整Rent和Renb的阻值，降低流经它们的电流。实际上在LMZ12010数据手册的典型应用电路中，这两个电阻值就是演示板上阻值的大约10倍大，其目的应该就是为了降低静态整体功耗。此处还想说一点，该应用电路中的很多电阻的阻值都是不太常用的阻值，个人觉得这一点稍显不便。
2、施加2A的纯电阻负载。
使用的示波器是虚拟示波器，因测量精度有限，后续使用该示波器的测量主要是对比相对的变化，其测量绝对值不说明问题，仅作参考，如下图为示波器探头接地时的波形，其噪底还是比较大的：
当输入电源为12V/4Ah的铅酸电池（空载电压约为13.4V，下面测试均以此为电源）、负载为大约1.594Ω电阻，即输出电流约为2A（受客观条件限制，本次测评纯阻负载最大就到2A），此时用示波器测量EN使能瞬间的输出电压波形，可以看到输出非常平稳，电压能快速稳定到3.3V，如下图示：
LMZ12010数据手册中的内部软启动间隔的标称值是1.6ms，使用了外置的软启动电容Css（评估板使用的是0.15μF）后，软启动间隔的理论值为0.795×0.15/50=2.385ms，实测约为2.09ms，考虑误差，二者基本相符，如下图示：
输出电压纹波的典型值是24mVpp，此时实际测量约为135mV，前面已经说过示波器本身探头接地时波形的纹波就有90mV左右，简单进行扣除来看，典型值和实测值还是比较接近了，不过受限于测量设备的问题，这个指标暂时不细究，但至少能看到输出是非常稳定的，如下图示：
关断时，即EN端接地使电源模块禁能时，输出下降到零大约需要4.8ms，如下图示：
3、施加2A纯电阻负载和法拉电容负载。
为了试试启动瞬间负载突增时的表现，在前面纯电阻负载的基础上，增加一颗0.47F/5.5V的法拉电容作为负载，其作用是短时间增加负载使其大于2A，测试前先将法拉电容的储能放掉，与前面测试类似，先观测模块使能瞬间的波形，如下图所示，上升过程大约2.15ms，依旧非常稳：
关断输出时，因为法拉电容的储能短时间内无法降到零，只观测其下降到基本平稳的延时，如下图所示，大约为5.2ms，也很不错：
四、低温测试
低温测试前，先将LMZ12010评估板连同纯电阻负载和测量连接线放入冰箱冷冻室冷冻两三个小时，使其温度下降到零下25摄氏度左右，然后取出置入塑料泡沫盒内，类似室温测试先通电观测使能瞬间的波形，如下图示，启动延时大约为2.18ms，与室温时相差无几：
输出电压也比较平稳地保持在3.3V左右，如下图所示：
纹波相对室温稍有增大，如下图所示：
关断输出时的延时大约为5ms，如下图示：
五. 高温测试
高温测试前，将LMZ12010及其电阻负载放入干燥箱中，加热到65℃左右，并静置20分钟左右：
接着通电开始测试，类似地，先测量使能瞬间的波形，如下图所示，大约2.08ms，基本不受高温影响：
输出电压如下图所示，也稳稳地稳在3.3V上下：
输出电压纹波与低温测试时差不多，如下图所示：
输出关断延时基本也没有明显变化，如下图示：
总结：从以上测试情况来看，LMZ12010在三种温度环境下的性能表现比较稳定，是一种可靠、稳健的设计方案，且易于使用，是名副其实的SIMPLE SWITCHER。