深入解析TPS62230EVM - 370評估模塊
在電子設計領域,評估模塊是工程師們驗證和測試新器件性能的重要工具。今天,我們就來詳細探討一下德州儀器(Texas Instruments)的TPS62230EVM - 370評估模塊。
文件下載:TPS62230EVM-370.pdf
一、評估模塊概述
| TPS62230EVM - 370評估模塊主要用于幫助設計師評估TPS62230系列器件的運行和性能。這些器件屬于高效、超小型的降壓轉(zhuǎn)換器,開關頻率高達3 MHz。該評估模塊包含三個獨立的DC/DC轉(zhuǎn)換器,每個轉(zhuǎn)換器都有不同的默認輸出電壓,具體如下: | 轉(zhuǎn)換器集成電路 | 輸出電壓 |
|---|---|---|
| U11 TPS62230DRY | 2.5 V | |
| U21 TPS62231DRY | 1.8 V | |
| U31 TPS62232DRY | 1.2 V |
如果你想了解TPS62230器件系列更多的固定輸出電壓選項,可以參考數(shù)據(jù)手冊(SLVS941)。
二、評估模塊的設置
(一)輸入/輸出連接器說明
評估模塊上有多個連接器,每個連接器都有特定的功能:
- J11、J21和J31 - VIN:這是對應轉(zhuǎn)換器的正輸入連接。連接時,要將引線扭在一起并盡可能縮短,以減少電磁干擾(EMI)傳輸。
- J13、J23和J33 - GND:這是對應轉(zhuǎn)換器輸入電源的返回連接。
- J12、J22和J32 - 輸入感應:該連接通過獨立的走線連接到輸入電容,用于監(jiān)測輸入電壓。
- J14、J24和J34 - VOUT:這是對應降壓電源輸出的正連接。
- J16、J26和J36 - GND:這是對應降壓電源輸出的負連接。
- J15、J25和J35 - 輸出感應:該連接通過獨立的走線連接到輸出電容,用于監(jiān)測輸出電壓。
- JP11、JP21、JP31 - 使能:這個跳線通過IC的EN引腳來啟用或禁用轉(zhuǎn)換器。將短路跳線從中心(EN)引腳連接到ON或OFF位置,注意不要讓EN引腳浮空。
- JP12、JP22和JP32 - 模式:該跳線用于選擇轉(zhuǎn)換器的工作模式。當使用跳線將MODE引腳短接到ON引腳時,轉(zhuǎn)換器以固定頻率、低噪聲的PWM模式運行;當將MODE引腳和OFF引腳短接時,控制器可以在低輸出電流時使用節(jié)能(PFM)模式以提高效率。
(二)轉(zhuǎn)換器配置
| 所有轉(zhuǎn)換器的輸入電壓設計范圍為2.05 V至6 V,但為了保持電壓調(diào)節(jié),輸入電壓必須高于輸出電壓,并且U11需要至少2.5 V的輸入電壓。具體的輸入和輸出連接如下表所示: | 轉(zhuǎn)換器編號 | 輸出電壓 | 信號連接 |
|---|---|---|---|
| U11 | 2.5 Vdc固定 | 正輸入電壓J11,輸入電壓返回J13,正輸出電壓J14,輸出電壓返回J16 | |
| U21 | 1.8 Vdc固定 | 正輸入電壓J21,輸入電壓返回J23,正輸出電壓J24,輸出電壓返回J26 | |
| U31 | 1.2 Vdc固定 | 正輸入電壓J31,輸入電壓返回J33,正輸出電壓J34,輸出電壓返回J36 |
(三)操作要點
為了使轉(zhuǎn)換器正常工作,需要正確配置使能跳線和模式跳線。
- 使能跳線:每個轉(zhuǎn)換器都有自己的使能跳線頭(JP11對應U11,JP21對應U21,JP31對應U31)。當EN引腳拉低時,轉(zhuǎn)換器關閉;當EN引腳拉高時,轉(zhuǎn)換器進入工作模式。注意不要讓EN引腳浮空。
- 模式跳線:每個轉(zhuǎn)換器也有自己的模式跳線頭(JP12對應U11,JP22對應U21,JP32對應U31)。當MODE引腳拉高時,轉(zhuǎn)換器處于PWM模式;當MODE引腳拉低時,轉(zhuǎn)換器處于PFM模式。同樣,不要讓MODE引腳浮空。
(四)測試結果
評估模塊使用的數(shù)據(jù)手冊中表征時相同的電感器和類似的電容器,其性能與數(shù)據(jù)手冊中所示一致。具體的典型特性可以參考TPS62230數(shù)據(jù)手冊的相關部分。
三、評估模塊的布局
對于所有高頻、開關模式電源來說,電路板布局至關重要。TPS62230EVM - 370的電路板布局遵循了一些關鍵原則:
- 高開關頻率和電流的節(jié)點走線盡可能短,以減少走線電感。
- TPS62230的高阻抗輸入(如Vout引腳)的走線由接地走線和平面屏蔽。
- 精心設計高頻電流回路的布線,并采用單點接地方案。
- 輸入和輸出電容應盡可能靠近器件放置,同時提供大的大容量輸入電容(C13、C23和C33)來補償長輸入引線的阻抗。
四、原理圖和物料清單
(一)原理圖
文檔中提供了TPS62230EVM - 370的原理圖,包括U11、U21和U31部分,這些原理圖有助于工程師深入了解電路的工作原理。
(二)物料清單
| 物料清單詳細列出了評估模塊中使用的各種元件,包括電容、電感、集成電路等,如下表所示: | 數(shù)量 | 參考編號 | 值 | 描述 | 尺寸 | 部件編號 | 制造商 |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 3 | C11,C21,C31 | 2.2μF | 陶瓷電容,6.3V,X5R,20% | 0402 | CL05A225MQ5NNNC | Samsung | |
| 3 | C12,C22,C32 | 4.7μF | 陶瓷電容,6.3V,X5R,20% | 0402 | CL05A475MQ5NRNC | Samsung | |
| 3 | C13, C23, C33 | 22μF | 陶瓷電容,10V,X5R,20% | 1210 | Std | Vishay | |
| 18 | J11, J12, J13等 | 公頭,2引腳,100mil間距 | 0.100英寸x2 | PEC02SAAN | Sullins | ||
| 6 | JP11, JP12, JP21等 | 3引腳,100mil間距 | 0.100x3 | PEC03AAN | Sullins | ||
| 3 | L11,L21,L31 | 2.2μH | 貼片電感,0.7A,230毫歐 | 0805 | MIPSZ20120D2R2 | FDK | |
| 1 | U11 | TPS62230DRY | 3MHz超小型降壓轉(zhuǎn)換器,2.5 V QFN | TPS62230DRY | TI | ||
| 1 | U21 | TPS62231DRY | 3MHz超小型降壓轉(zhuǎn)換器,1.8 V QFN | TPS62231DRY | TI | ||
| 1 | U31 | TPS62232DRY | 3MHz超小型降壓轉(zhuǎn)換器,1.2 V QFN | TPS62232DRY | TI | ||
| 6 | 分流器,100 - mil,黑色 | 0.100 | 929950 - 00 | 3M | |||
| 1 | PCB | 1.75x3.0x0.062" | HPA370 | Any |
五、相關注意事項
(一)適用范圍和合規(guī)性
該評估模塊僅用于工程開發(fā)、演示或評估目的,并非面向普通消費者的成品。它會產(chǎn)生、使用并輻射射頻能量,未經(jīng)過FCC規(guī)則第15部分規(guī)定的計算設備限值測試。在其他環(huán)境中使用可能會對無線電通信造成干擾,用戶需自行采取措施解決。
(二)操作范圍限制
- 輸入電壓范圍應在2.05 V至6 V之間,輸出電壓范圍應在1.2 V至2.5 V之間。超出指定輸入范圍可能導致意外操作和/或?qū)υu估模塊造成不可逆轉(zhuǎn)的損壞;連接超出指定輸出范圍的負載可能導致意外操作和/或?qū)υu估模塊造成永久性損壞。
- 正常運行時,一些電路組件的外殼溫度可能高于25°C,只要保持輸入和輸出范圍,評估模塊仍能正常工作。在操作過程中,靠近這些組件放置測量探頭時要注意它們可能會很燙。
(三)其他重要信息
德州儀器保留對其產(chǎn)品和服務進行更改和停產(chǎn)的權利,客戶在下單前應獲取最新信息。同時,TI對其硬件產(chǎn)品提供標準保修,但不承擔應用協(xié)助、客戶產(chǎn)品設計等方面的責任。此外,TI產(chǎn)品在安全關鍵應用、軍事/航空航天應用、汽車應用等方面有特定的使用限制和責任規(guī)定。
通過對TPS62230EVM - 370評估模塊的深入了解,工程師們可以更好地利用這個工具來評估和設計相關電路。大家在使用過程中有沒有遇到過類似評估模塊的問題呢?歡迎在評論區(qū)分享交流。
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