TPS61093EVM-519評估板使用指南

在電子設計領域，電源管理是一個關鍵環(huán)節(jié)。今天我們來深入了解一下TI公司的TPS61093EVM-519評估板，它對于評估TPS61093集成電路作為升壓電源非常有幫助。

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一、TPS61093芯片概述

1. 芯片特性

TPS61093是一款1.2 - MHz固定頻率的升壓轉換器，具有高度集成和高可靠性的特點。它集成了20 - V功率開關、輸入/輸出隔離開關和功率二極管。當輸出電流超過過載限制時，隔離開關會斷開輸出與輸入的連接，保護芯片和輸入電源。在關機時，隔離開關也會斷開輸出與輸入的連接，以最小化泄漏電流，同時內部二極管會將輸出電容放電到低電壓水平。此外，它還具備1.1 - A峰值過流保護（OCP）、輸出過壓保護（OVP）、熱關斷和欠壓鎖定（UVLO）等保護功能。

2. 輸入輸出范圍

該芯片的最小輸入電壓為1.6 - V，可以由兩節(jié)堿性電池、單節(jié)鋰離子電池或3.3 - V和5 - V穩(wěn)壓電源供電，輸出電壓可以升壓至17 - V。它采用2.5 mm × 2.5 mm SON封裝，并帶有散熱墊。

3. 應用場景

TPS61093適用于多種應用場景，如血糖儀、OLED電源、3.3 - V到12 - V以及5 - V到12 - V的升壓轉換器等。

二、TPS61093EVM評估板電氣性能規(guī)格

三、評估板的修改

1. 通用修改原則

為了方便用戶對評估板進行定制，評估板上的器件采用了0603或更大的封裝。實際應用中，可能會占用更小的電路板空間。改變組件可能會改善或降低評估板的性能。例如，增加更大的輸出電容可以減少輸出電壓下沖，但會延長負載瞬態(tài)事件后的響應時間。由于內部補償，電感和輸出電容必須在數據手冊規(guī)定的范圍內，以確保升壓轉換器的控制環(huán)路穩(wěn)定。

2. 輸出電壓調整

TPS61093的輸出電壓是可調節(jié)的，由電阻R1和R2設置。如果要改變輸出電壓，用戶需要參考數據手冊，了解如何正確選擇R1、R2以及可能的C6的大小。

3. 使用VO代替OUT

TPS61093有兩個輸出引腳，OUT和VO。評估板默認調節(jié)OUT引腳的電壓，外部負載連接在J7和J8之間。如果應用需要在重負載下獲得稍高的效率，且不需要關機或過載保護時的輸入 - 輸出隔離，用戶可以對評估板進行修改，使其調節(jié)VO引腳的電壓。具體修改步驟如下：

• 將0歐姆電阻從R4移到R3。
• 將 (C2 = 0.1 uF) 替換為1 uF或更大的輸出電容，并移除 (C4 = 1 uF)。

修改完成后，用戶必須僅在J4和J6之間施加外部負載，以使轉換器正確調節(jié)輸出電壓。

四、評估板的連接器和測試點說明

1. 輸入電源相關

• J1 - (V_{IN})：該引腳是輸入電源的正連接，與芯片的 (V_{IN}) 引腳相連。電源必須連接在J1和J3（GND）之間，輸入電源的引線應絞合并盡量短，輸入電壓必須在1.6 - V到6 - V之間。
• J2 - (V_{IN}) 和GND Kelvin Sense：雖然未安裝，但該引腳提供了跨輸入電容C1的Kelvin檢測連接。
• J3 - GND：該引腳是輸入電源的返回連接，與芯片的GND引腳相連，使用時需將電源連接在J3和J1（(V_{IN})）之間。

2. 輸出相關

• J4 - VO：該引腳連接到非同步升壓轉換器在輸入 - 輸出隔離開關之前的輸出引腳。除非進行了上述修改，否則該引腳僅用于測量升壓轉換器在輸入 - 輸出隔離之前的輸出電壓。修改后，該引腳的輸出電壓即為調節(jié)后的輸出電壓，用戶可以在J4和J6（GND）之間施加外部負載。
• J5 - VO和GND Kelvin Sense：未安裝，提供跨輸入電容C2的Kelvin檢測連接。
• J6 - GND：連接到芯片的GND引腳。修改后，為施加在J4上的外部負載提供返回連接。
• J7 - OUT：連接到非同步升壓轉換器在輸入 - 輸出隔離開關之后的輸出引腳。未修改時，該引腳的輸出電壓為調節(jié)后的輸出電壓，外部負載可連接在J7和J9（GND）之間；修改后，不應使用該引腳。
• J8 - OUT和GND Kelvin Sense：未安裝，提供跨輸入電容C4的Kelvin檢測連接。
• J9 - GND：連接到芯片的GND引腳，為施加在J7上的外部負載提供返回連接。

3. 使能相關

• JP1 - EN：該跳線的引腳1連接到芯片的EN引腳。安裝跳線時，將EN引腳連接到 (V_{IN})，從而開啟升壓轉換器，隔離開關也會開啟，連接VO（J4）和OUT（J7）；移除跳線后，內部下拉電阻將其拉至地，從而禁用轉換器并斷開VO（J4）和OUT（J7）。

4. 測試點

• TP1 - 測試點：可用于使用Venable或類似的增益相位分析儀測量小信號控制環(huán)路的增益和相位。在將增益/相位分析儀連接到輸出電壓和TP1之間之前，用戶必須將R3或R4中的0歐姆電阻替換為49.9 - 100歐姆的電阻。

五、測試設置和結果

評估板提供了多張測試結果圖，包括輸出效率、不同輸入電壓和負載條件下的啟動和運行情況以及負載瞬態(tài)響應等。這些測試結果可以幫助工程師更好地了解評估板的性能。

六、評估板的組裝圖紙和布局

評估板采用2層、1oz覆銅、2英寸×2英寸的電路板設計。相關圖紙展示了評估板的頂層絲印、頂層銅層和底層的設計。

七、物料清單

評估板的物料清單列出了根據原理圖配置的所有組件，包括電容、電阻、電感、芯片等的數量、參考編號、值、描述、尺寸、部件編號和制造商等信息。

在使用TPS61093EVM - 519評估板進行設計時，工程師們需要仔細考慮各個參數和修改選項，以滿足不同應用的需求。大家在實際應用中遇到過哪些問題呢？歡迎在評論區(qū)分享交流。