TPS61040EVM-001評估模塊：高效升壓轉(zhuǎn)換器的實用指南

一、重要聲明與注意事項

在開始了解 TPS61040EVM - 001 評估模塊之前，有一些重要聲明和注意事項需要我們關注。德州儀器（TI）保留對其產(chǎn)品和服務進行更改和停產(chǎn)的權(quán)利，所以在下單前，我們要獲取最新相關信息。TI 對硬件產(chǎn)品提供標準保修，但并非對每個產(chǎn)品的所有參數(shù)都進行測試。同時，TI 不承擔應用協(xié)助、客戶產(chǎn)品設計等方面的責任，我們作為客戶要對自己使用 TI 組件的產(chǎn)品和應用負責。

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這個評估套件僅用于工程開發(fā)或評估目的，不適合商業(yè)使用。它可能在設計、營銷和制造相關的保護考慮方面不完整，并且可能不符合歐盟電磁兼容性指令的技術要求。如果套件不符合用戶指南中的規(guī)格，可以在交付日期起 30 天內(nèi)全額退款。我們要自行承擔產(chǎn)品的正確和安全處理責任，并對 TI 因產(chǎn)品處理或使用產(chǎn)生的所有索賠進行賠償。

二、模塊概述

TPS61040EVM 是一款德州儀器的高效升壓轉(zhuǎn)換器評估模塊，它使用 TPS61040 升壓轉(zhuǎn)換器，能從單節(jié)鋰離子電池（3V 至 4.2V）產(chǎn)生 18V、20mA 的輸出，用于 LCD 偏置電源。該 EVM 的輸入電壓范圍為 1.8V 至 6V，在 3V 至 5V 輸入范圍內(nèi)進行了優(yōu)化。其輸出電壓可通過修改電阻分壓器 R1 和 R2 的電阻值調(diào)整至最高 28V，也可配置為更高或更低的輸出電流。

性能規(guī)格總結(jié)

三、設置與測試結(jié)果

輸入/輸出連接

EVM 操作

我們要將輸入電源和負載連接到 EVM 上的相應連接器。輸入電壓的絕對最大值為 7V，TPS61040 設計的最大輸入電壓為 6V。將調(diào)整跳線從 Off 位置移到 On 位置以啟用電源。通過在 EVM 的調(diào)整引腳之間放置可變電阻，我們可以改變輸出電壓，具體的設計方程可在 TPS61040 數(shù)據(jù)手冊中找到。

啟動

當 EVM 啟用時，TPS61040 會經(jīng)歷其編程的三階段軟啟動序列，以減少開啟時的浪涌電流。

輸出電壓紋波

在 (I_O = 20 mA) 的情況下，不同輸入電壓（3.6V 和 4.2V）下的輸出電壓紋波不同，其開關頻率的差異在數(shù)據(jù)手冊中有解釋。

開關波形

TPS61040 的 SW 引腳的開關波形有其特定規(guī)律。當內(nèi)部 FET 導通時，SW 引腳電壓被拉至地，直到電感電流達到 450mA；當電感電流達到 450mA 時，F(xiàn)ET 關斷，SW 引腳電壓上升到輸出電壓加上二極管的正向壓降；當電感電流衰減到零時，SW 節(jié)點會以由輸出電感和內(nèi)部 FET 的漏極電容決定的頻率振蕩，這表明是不連續(xù)升壓電源拓撲。

輸入電壓紋波

輸入電壓和電流紋波主要由 TPS61040 的輸入電容和輸入電壓源的阻抗決定。增加輸入電容或降低源阻抗可以減少輸入電壓和電流紋波。

效率

TPS61040 的測量效率如圖所示，典型效率為 88.5%。

輸出調(diào)整

TPS61040EVM - 001 提供了兩種輸出電壓調(diào)整方法用于 LCD 對比度控制：

1. 可變電阻輸出電壓調(diào)整：通過移除 EVM 上的 R2，然后在 J3 - 1 和地之間放置可變電阻來實現(xiàn)。根據(jù)公式可以計算可變電阻的范圍。例如，當 (V{O, max } = 19V)，(V{O, min } = 17V)，(R1 = 2.21MΩ) 時，(R{(adjust), min } = 153.4kΩ)，(R{(adjust), max } = 172.8kΩ)，可使用 154kΩ 電阻與 20kΩ 電位器串聯(lián)實現(xiàn)。
2. 可變控制電壓輸出電壓調(diào)整：通過電阻 (R{(adjust)}) 將可變控制電壓連接到 J3 - 1 來實現(xiàn)。根據(jù)給定公式可以計算 R2 和 (R{(adjust)}) 的值。例如，當 (V{O, max } = 19V)，(V{O, min } = 17V)，(V{(adjust), min } = 0V)，(V{(adjust), max } = 3.3V)，(R1 = 1MΩ) 時，(R2 = 72.4kΩ)，(R_{(adjust)} = 1.65MΩ)。

四、電路板布局

電路板布局對于所有開關模式電源都至關重要。TPS61040EVM - 001 的電路板布局中，高開關頻率的節(jié)點短且與對噪聲敏感的反饋電路隔離，同時對高頻電流環(huán)路的布線也進行了精心處理。具體的布局指南可參考數(shù)據(jù)手冊。

五、原理圖和物料清單

原理圖

TPS61040EVM - 001 的原理圖展示了其電路結(jié)構(gòu)，有助于我們深入了解其工作原理。

物料清單

通過對 TPS61040EVM - 001 評估模塊的詳細了解，我們可以更好地利用它進行工程開發(fā)和評估。在實際應用中，你是否遇到過類似模塊在布局或輸出調(diào)整方面的問題呢？歡迎在評論區(qū)分享你的經(jīng)驗。