深入解析 TPS61097EVM - 498 評(píng)估模塊

在電子設(shè)計(jì)領(lǐng)域，評(píng)估模塊是工程師們驗(yàn)證和測(cè)試芯片性能的重要工具。今天，我們就來(lái)詳細(xì)探討一下德州儀器（Texas Instruments）的 TPS61097EVM - 498 評(píng)估模塊，看看它在實(shí)際應(yīng)用中能為我們帶來(lái)哪些便利和價(jià)值。

文件下載：TPS61097-33EVM-498.pdf

一、模塊概述

TPS61097EVM - 498 評(píng)估模塊主要用于幫助設(shè)計(jì)師評(píng)估 TPS61097 同步升壓轉(zhuǎn)換器的運(yùn)行和性能。TPS61097 的輸入電壓范圍為 0.9 V 至 5.5 V，這使得該設(shè)備不僅可以使用單節(jié)鋰離子電池供電，還能適配一到三節(jié)電池的配置，應(yīng)用范圍十分廣泛。該評(píng)估模塊采用小巧的 5 引腳 SOT - 23 封裝，有助于實(shí)現(xiàn)小型化的解決方案。

二、模塊設(shè)置

1. 輸入連接（J1/J3）

這是輸入源引線的連接位置。將輸入源的正極連接到 VIN J1，負(fù)極連接到 GND J3。在實(shí)際操作中，大家要注意正負(fù)極的正確連接，避免因連接錯(cuò)誤導(dǎo)致模塊損壞。

2. 輸出連接（J4/J6）

用于連接 TPS61097EVM 的輸出。將負(fù)載的正極連接到 VOUT J4，負(fù)極連接到 GND J6。同樣，正確連接負(fù)載的正負(fù)極對(duì)于模塊的正常運(yùn)行至關(guān)重要。

3. 使能輸入（JP1）

JP1 是設(shè)備的使能輸入。在 JP1 的 ON 和 EN 引腳之間放置短路跳線可啟用集成電路（IC）；在 OFF 和 EN 引腳之間放置短路跳線則可禁用 IC。需要注意的是，必須在 JP1 的 ON 或 OFF 位置安裝短路跳線，且 EN 引腳不能懸空。當(dāng) EN 引腳置于 OFF 位置時(shí)，設(shè)備的內(nèi)部旁路開(kāi)關(guān)會(huì)被啟用，從而在輸入電壓（L 引腳）和負(fù)載（VOUT）之間提供直接的低阻抗連接。此外，EN 引腳還可用于對(duì)該旁路開(kāi)關(guān)進(jìn)行低電壓控制，具體設(shè)置方法可參考 TPS61097 數(shù)據(jù)手冊(cè)中的“可調(diào)旁路開(kāi)關(guān)”部分。該評(píng)估板的可調(diào)開(kāi)關(guān)配置（R1 和 R2）設(shè)置為當(dāng) (VIN ≤0.78 ~V) 時(shí)關(guān)閉設(shè)備并啟用內(nèi)部旁路開(kāi)關(guān)。

4. 電壓感應(yīng)（J2/J5）

J2 和 J5 這兩個(gè)連接器默認(rèn)未安裝。但如果需要對(duì)輸入或輸出電壓進(jìn)行非常精確的測(cè)量，可以安裝 J2 或 J4 進(jìn)行測(cè)量。PCB 上的走線連接到輸入或輸出電容器，并獨(dú)立于輸出和接地線連接到這兩個(gè)連接器。

三、模塊操作

1. 電源連接

將正輸入電源連接到 VIN J1 和 GND J3。對(duì)于輸出電壓為 3.3 V 的配置，典型輸入電壓為 0.9 V 至 3 V，該評(píng)估模塊的最大輸入電壓為 5.5 V。同時(shí)，將所需負(fù)載連接在 VOUT J4 和 GND J6 之間。TPS61097 的最大輸出電流取決于輸入和輸出之間的轉(zhuǎn)換比以及輸出電壓，具體信息可參考數(shù)據(jù)手冊(cè)。

2. 跳線配置

根據(jù)需要配置跳線 JP1。由于 EN 引腳在設(shè)備內(nèi)部或評(píng)估模塊上未上拉或下拉，因此必須安裝 JP1 才能確保模塊正常運(yùn)行。ON 位置表示正常運(yùn)行，OFF 位置表示設(shè)備關(guān)閉且開(kāi)關(guān)停止工作。當(dāng)通過(guò)將 JP1 置于 OFF 位置禁用 IC 時(shí)，內(nèi)部旁路開(kāi)關(guān)會(huì)打開(kāi)，在輸入電壓（L 引腳）和負(fù)載（VOUT）之間提供直接的低阻抗連接。此時(shí)，VOUT 端的電壓為 VIN 端的電壓減去內(nèi)部開(kāi)關(guān)的電壓降，該開(kāi)關(guān)的導(dǎo)通電阻典型值為 3.4 Ω。

四、測(cè)試結(jié)果

評(píng)估模塊的測(cè)試結(jié)果可參考 TPS61097 數(shù)據(jù)手冊(cè)中的“典型特性”部分。該評(píng)估模塊使用的數(shù)據(jù)手冊(cè)中表征所用的相同電感和電容，其性能與數(shù)據(jù)手冊(cè)中所示一致。

五、板布局、原理圖和物料清單

1. 板布局

對(duì)于所有高頻開(kāi)關(guān)模式電源來(lái)說(shuō)，板布局都至關(guān)重要。如果布局不當(dāng)，穩(wěn)壓器可能會(huì)出現(xiàn)穩(wěn)定性問(wèn)題和電磁干擾（EMI）問(wèn)題。因此，在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)使用寬而短的走線作為主電流路徑和電源接地軌道。輸入和輸出電容器以及電感應(yīng)盡可能靠近 IC 放置，并使用公共接地節(jié)點(diǎn)作為電源接地，以最小化接地噪聲的影響。文檔中提供了 TPS61097EVM - 498 PCB 的板布局圖，包括頂層組裝層、頂層和底層。

2. 原理圖和物料清單

文檔中還提供了 TPS61097EVM - 498 的原理圖和詳細(xì)的物料清單。物料清單中包含了各個(gè)元件的數(shù)量、參考編號(hào)、值、描述、尺寸、零件編號(hào)和制造商等信息。需要注意的是，這些組件中的一些是靜電放電（ESD）敏感的，必須遵守 ESD 預(yù)防措施；組件必須清潔，無(wú)焊劑和所有污染物；組件必須符合 IPC - A - 610 2 級(jí)工藝標(biāo)準(zhǔn)；帶有星號(hào)（*）標(biāo)記的參考設(shè)計(jì)器不能替換，其他組件可以用等效組件替換。

六、重要注意事項(xiàng)

1. 適用范圍

該評(píng)估板/套件僅用于工程開(kāi)發(fā)、演示或評(píng)估目的，不被德州儀器視為適合一般消費(fèi)者使用的成品。處理該產(chǎn)品的人員必須具備電子培訓(xùn)并遵守良好的工程實(shí)踐標(biāo)準(zhǔn)。

2. 保修政策

如果該評(píng)估板/套件不符合用戶指南中規(guī)定的規(guī)格，可在交付日期起 30 天內(nèi)退回以獲得全額退款。此保修是賣方對(duì)買方的唯一保修，替代所有其他明示、暗示或法定保修。

3. 用戶責(zé)任

用戶承擔(dān)正確和安全處理產(chǎn)品的所有責(zé)任和義務(wù)，并對(duì)因處理或使用產(chǎn)品而產(chǎn)生的所有索賠向德州儀器進(jìn)行賠償。由于產(chǎn)品采用開(kāi)放式結(jié)構(gòu)，用戶有責(zé)任采取一切適當(dāng)?shù)撵o電放電預(yù)防措施。

4. 操作范圍

該評(píng)估模塊應(yīng)在輸入電壓范圍 0.9 V 至 5.5 V 和輸出電壓范圍 1.8 V 至 5 V 內(nèi)運(yùn)行。超出指定輸入范圍可能導(dǎo)致意外操作和/或?qū)υu(píng)估模塊造成不可逆轉(zhuǎn)的損壞；施加超出指定輸出范圍的負(fù)載可能導(dǎo)致意外操作和/或?qū)υu(píng)估模塊造成永久性損壞。

5. 溫度注意事項(xiàng)

在正常運(yùn)行期間，一些電路組件的外殼溫度可能會(huì)超過(guò) 50°C。只要保持輸入和輸出范圍，評(píng)估模塊設(shè)計(jì)為在某些組件溫度高于 60°C 時(shí)仍能正常運(yùn)行。這些組件包括但不限于線性穩(wěn)壓器、開(kāi)關(guān)晶體管、傳輸晶體管和電流感測(cè)電阻器。在操作過(guò)程中，當(dāng)將測(cè)量探頭靠近這些設(shè)備時(shí)，要注意這些設(shè)備可能會(huì)很燙。

總之，TPS61097EVM - 498 評(píng)估模塊為工程師們提供了一個(gè)便捷的平臺(tái)來(lái)評(píng)估 TPS61097 同步升壓轉(zhuǎn)換器的性能。在使用過(guò)程中，大家一定要嚴(yán)格按照操作指南進(jìn)行操作，注意各項(xiàng)注意事項(xiàng)，以確保模塊的正常運(yùn)行和自身的安全。你在使用類似評(píng)估模塊時(shí)遇到過(guò)哪些問(wèn)題呢？歡迎在評(píng)論區(qū)分享你的經(jīng)驗(yàn)。