TPS53515降壓轉(zhuǎn)換器評估模塊使用指南

作為電子工程師，在電源設計中，選擇合適的降壓轉(zhuǎn)換器評估模塊至關(guān)重要。今天就來和大家分享一下德州儀器（TI）的TPS53515降壓轉(zhuǎn)換器評估模塊（EVM）。這個模塊可以幫助我們更好地了解和評估TPS53515設備的性能。

文件下載：TPS53515EVM-587.pdf

一、模塊概述

TPS53515EVM - PWR587評估模塊采用了TPS53515設備，它是一款具有集成MOSFET的D - CAP3?模式、12 - A同步降壓轉(zhuǎn)換器。該設備能夠從12 - V輸入總線提供高達12 A的固定1.2 - V輸出。

二、典型應用與特性

2.1 典型應用

這個評估模塊適用于多種場景，包括服務器和存儲設備、工作站和桌面電腦以及電信基礎設施等。在這些應用中，穩(wěn)定的電源供應是關(guān)鍵，而TPS53515EVM - PWR587正好可以滿足需求。

2.2 特性

• 輸出電流：具備12 - A的直流穩(wěn)態(tài)輸出電流，能夠滿足大多數(shù)低電壓應用的負載需求。
• 預偏置輸出電壓支持：在啟動時支持預偏置輸出電壓，這對于一些需要特定啟動條件的系統(tǒng)非常有用。
• 跳線設置：通過跳線J2實現(xiàn)使能功能；跳線J5可用于自動跳過和強制連續(xù)導通模式（FCCM）的選擇；跳線J7則可提供額外的5 - V輸入，以達到進一步節(jié)能的目的。
• 測試點：提供了方便的測試點，便于探測關(guān)鍵波形，幫助我們更好地評估設備性能。

三、電氣性能規(guī)格

3.1 輸入特性

• 電壓范圍：輸入電壓范圍為5 - 18 V，最大輸入電流在VIN = 5 V、IO = 8 A時為2.5 A，無負載輸入電流在VIN = 12 V、IO = 0 A且處于自動跳過模式時為1 mA。

  3.2 輸出特性

• 輸出電壓：固定為1.2 V，在FCCM模式下，線路調(diào)節(jié)率（VIN = 5 V – 14 V）為0.2%，負載調(diào)節(jié)率（VIN = 12 V，IO = 0 A – 8 A）為0.5%，輸出電壓紋波在VIN = 12 V、IO = 8 A且處于FCCM模式時為10 mVpp。
• 輸出負載電流：范圍為0 - 12 A，輸出過電流為15 A，軟啟動時間為1 ms。

  3.3 系統(tǒng)特性

• 開關(guān)頻率：在VIN = 12 V、1.2 V / 4 A時為1000 kHz。
• 效率：峰值效率在VIN = 12 V、1.2 V / 8 A時為88.5%，滿載效率為86.9%。
• 工作溫度：為25 °C。

四、測試設置

4.1 測試設備

• 示波器：用于測量輸出紋波，需設置為1 - MΩ阻抗、20 - MHz帶寬、交流耦合、1 - μs / 格水平分辨率、20 - mV / 格垂直分辨率。通過將示波器探頭尖端穿過TP7并將接地桶放在TP9來測量輸出紋波電壓。
• 電壓源：輸入電壓源VIN必須是0到14 - V的可變直流源，能夠提供10 ADC。將VIN連接到J1。
• 萬用表：V1用于測量TP1（VIN）和TP4（GND）之間的輸入電壓；V2用于測量TP7（VOUT）和TP9（GND）之間的輸出電壓。
• 輸出負載：必須是能夠在1.2 V下提供0到15 ADC的電子恒阻模式負載。

4.2 推薦測試設置

在連接直流輸入源VIN之前，建議將源電流限制在最大10 A，并確保VIN初始設置為0 V。連接電壓表V1測量輸入電壓，連接負載到J3并設置為恒阻模式，連接電壓表V2測量輸出電壓。

五、配置選項

5.1 開關(guān)頻率選擇

開關(guān)頻率可以通過改變R3和R4的值來調(diào)整，默認設置為1 MHz。不同的電阻組合對應不同的開關(guān)頻率，具體可參考文檔中的表格。

5.2 模式選擇

通過J5設置模式，有多種模式可供選擇，如FCCM（強制連續(xù)導通模式）和自動跳過模式，每種模式又有不同的RC時間常數(shù)設置。

5.3 VDD引腳電源選擇

通過J7可以啟用和禁用控制器，VDD引腳輸入電壓范圍為4.5 V到25 V。默認設置是VDD引腳通過R19連接到VIN引腳。

六、測試程序

6.1 線路和負載調(diào)節(jié)以及效率測量程序

按照測試設置進行EVM設置，確保負載設置為恒阻模式且電流為0 ADC，配置好所有跳線。增加VIN從0到12 V，移除J2上的跳線以啟用控制器，測量VOUT電壓。在不同的負載和輸入電壓下測試VOUT的調(diào)節(jié)情況，最后關(guān)閉轉(zhuǎn)換器。

6.2 控制環(huán)路增益和相位測量程序

在反饋回路中使用10 - Ω的串聯(lián)電阻進行環(huán)路響應分析。連接隔離變壓器和測量探頭，注入信號并改變頻率來測量控制環(huán)路增益和相位裕度。在進行其他測量之前，需斷開隔離變壓器。

6.3 測試點列表

文檔中列出了各個測試點的名稱和功能，如TP1用于測量轉(zhuǎn)換器輸入電源電壓，TP7用于測量輸出電壓等。

6.4 設備關(guān)機

關(guān)機時，先關(guān)閉負載，再關(guān)閉VIN。

七、EVM組裝圖和PCB布局

該評估模塊采用六層、2 - oz銅電路板設計，文檔中提供了多個層的組裝圖和銅層圖，幫助我們了解其內(nèi)部結(jié)構(gòu)。

八、物料清單

文檔詳細列出了評估模塊的物料清單，包括電容、電阻、電感、芯片等各個元件的型號、數(shù)量和制造商等信息。

通過對TPS53515降壓轉(zhuǎn)換器評估模塊的介紹，我們可以看到它在低電壓應用中的優(yōu)勢和靈活性。在實際設計中，我們可以根據(jù)具體需求進行配置和測試，以滿足不同的應用場景。大家在使用過程中有沒有遇到過類似模塊的一些特殊問題呢？歡迎在評論區(qū)分享交流。