TPS54339 降壓轉(zhuǎn)換器評估模塊用戶指南解讀

在電子工程師的日常工作中，降壓轉(zhuǎn)換器是常見且關(guān)鍵的電子元件。今天我們來深入了解一下德州儀器（Texas Instruments）的 TPS54339 降壓轉(zhuǎn)換器評估模塊（TPS54339EVM - 056），看看它有哪些特性和使用要點(diǎn)。

文件下載：TPS54339EVM-056.pdf

一、TPS54339 簡介

TPS54339 是一款單路、自適應(yīng)導(dǎo)通時(shí)間、采用 D - CAP2? 模式的同步降壓轉(zhuǎn)換器，其一大優(yōu)勢是所需的外部元件數(shù)量較少。D - CAP2 控制電路針對低等效串聯(lián)電阻（ESR）輸出電容器進(jìn)行了優(yōu)化，像 POSCAP、SP - CAP 或陶瓷類型的電容都適用，并且具有快速瞬態(tài)響應(yīng)，還無需外部補(bǔ)償。它的開關(guān)頻率在內(nèi)部設(shè)定為標(biāo)稱 600 kHz，同時(shí)，高端和低端開關(guān) MOSFET 以及柵極驅(qū)動電路都集成在 TPS54339 封裝內(nèi)。MOSFET 較低的漏源導(dǎo)通電阻使得 TPS54339 能夠?qū)崿F(xiàn)高效率，在高輸出電流時(shí)也有助于保持較低的結(jié)溫。該轉(zhuǎn)換器設(shè)計(jì)用于從 4.5 V 至 23 V 的輸入電壓源提供高達(dá) 3 A 的輸出，輸出電壓范圍為 0.76 V 至 7 V。

TPS54339EVM - 056 評估模塊電路是一個單路同步降壓轉(zhuǎn)換器，可在 4.5 V 至 23 V 的輸入下提供 1.05 V、3 A 的輸出。

二、性能規(guī)格總結(jié)

三、模塊修改

3.1 輸出電壓設(shè)定點(diǎn)

注：(1) 可選。對于 1.8 V 或更高的輸出電壓，可能需要一個前饋電容（C4）來改善相位裕度，印刷電路板（PCB）上提供了該元件（C4）的焊盤。

3.2 輸出濾波器和閉環(huán)響應(yīng)

TPS54339 依靠輸出濾波器特性來確?？刂骗h(huán)路的穩(wěn)定性。常見輸出電壓推薦的輸出濾波器組件如上表所示，不過其他輸出濾波器組件值也可能提供可接受的閉環(huán)特性。R3 和 TP4 方便用于斷開控制環(huán)路并測量閉環(huán)響應(yīng)。

四、測試設(shè)置和結(jié)果

4.1 輸入/輸出連接

需要注意的是，必須通過一對 20 AWG 電線將能夠提供 2 A 的電源連接到 J1，負(fù)載通過一對 20 AWG 電線連接到 J2，最大負(fù)載電流能力為 3 A，同時(shí)要盡量減小電線長度以減少電線中的損耗。

4.2 啟動程序

啟動該評估模塊的步驟如下：

1. 確保 JP1（啟用控制）處的跳線設(shè)置為從 EN 到 OFF。
2. 將適當(dāng)?shù)?(V{IN}) 電壓施加到 J1 處的 (V{IN}) 和 PGND 端子。
3. 將 JP1（啟用控制）處的跳線移動到覆蓋 EN 和 ON，此時(shí) EVM 啟用輸出電壓。

4.3 效率

在環(huán)境溫度為 25°C 時(shí)，TPS54339EVM - 056 的效率曲線如下： 插入 Figure 4 - 1 的圖片) 插入 Figure 4 - 2 的圖片)

4.4 負(fù)載調(diào)整率

TPS54339EVM - 056 的負(fù)載調(diào)整率曲線如下： 插入 Figure 4 - 3 的圖片)

4.5 線性調(diào)整率

其線性調(diào)整率曲線如下： 插入 Figure 4 - 4 的圖片)

4.6 負(fù)載瞬態(tài)響應(yīng)

當(dāng)電流階躍從 0.75 A 到 2.25 A 時(shí)，TPS54339EVM - 056 的負(fù)載瞬態(tài)響應(yīng)曲線如下： 插入 Figure 4 - 5 的圖片)

4.7 輸出電壓紋波

在輸出電流為額定滿載 3 A 和 0 A（無負(fù)載）時(shí)，輸出電壓紋波曲線分別如下： 插入 Figure 4 - 6 的圖片) 插入 Figure 4 - 7 的圖片)

4.8 輸入電壓紋波

在輸出電流為額定滿載 3 A 時(shí)，輸入電壓紋波曲線如下： 插入 Figure 4 - 8 的圖片)

4.9 啟動

TPS54339EVM - 056 相對于 (V{IN}) 和 EN 的啟動波形分別如下： 插入 Figure 4 - 9 的圖片) 插入 Figure 4 - 10 的圖片)

4.10 關(guān)閉

TPS54339EVM - 056 相對于 (V{IN}) 和 EN 的關(guān)閉波形分別如下： 插入 Figure 4 - 11 的圖片) 插入 Figure 4 - 12 的圖片)

五、電路板布局

5.1 布局

TPS54339EVM - 056 的電路板布局通過圖 5 - 1 至圖 5 - 5 展示。頂層包含 (V{IN})、(V{O}) 和接地的主要電源走線，還有 TPS54339 引腳的連接以及一大片接地區(qū)域，許多信號走線也位于頂層。輸入去耦電容盡可能靠近 IC 放置，輸入和輸出連接器、測試點(diǎn)以及所有組件都位于頂層。頂層提供了一個模擬接地（GND）區(qū)域，模擬接地（GND）和電源接地（PGND）在頂層靠近 C6 的單點(diǎn)連接。兩個內(nèi)層完全用于電源接地平面，底層主要是電源接地，底層的銅澆鑄區(qū)域用于將開關(guān)節(jié)點(diǎn)（SW）連接到輸出電感器和升壓電容，走線還連接啟用控制跳線、EN、VREG5、LOOP 測試點(diǎn)以及從 (V_{OUT}) 到電壓設(shè)定點(diǎn)分壓網(wǎng)絡(luò)的反饋?zhàn)呔€。

插入 Figure 5 - 1 的圖片) 插入 Figure 5 - 2 的圖片) 插入 Figure 5 - 3 的圖片) 插入 Figure 5 - 4 的圖片) 插入 Figure 5 - 5 的圖片)

六、原理圖、物料清單和參考

6.1 原理圖

TPS54339EVM - 056 的原理圖如下： 插入 Figure 6 - 1 的圖片)

6.2 物料清單

6.3 參考

參考資料為德州儀器的 TPS54339，4.5 - V 至 23 - V 輸入，3 - A 同步降壓 SWIFT? 轉(zhuǎn)換器數(shù)據(jù)手冊。

七、修訂歷史