探索TPS6269xEVM-076評估模塊：高效DC-DC轉(zhuǎn)換的得力助手

在電子產(chǎn)品日益小型化、低功耗化的今天，對于電池供電的便攜式應(yīng)用來說，高效的DC-DC轉(zhuǎn)換器至關(guān)重要。德州儀器（TI）的TPS6269x系列高頻率、同步降壓DC-DC轉(zhuǎn)換器就是為此類應(yīng)用優(yōu)化的。而TPS6269xEVM - 076評估模塊則為我們評估這些轉(zhuǎn)換器的性能提供了一個便捷、可靠的平臺。接下來，讓我們一起深入了解這個評估模塊。

文件下載：TPS62690EVM-076.pdf

TPS6269x系列轉(zhuǎn)換器簡介

TPS6269x系列專為低功耗應(yīng)用設(shè)計，能夠支持高達600 - 800mA的負載電流，同時允許使用低成本的片式電感和電容。該系列的TPS62691和TPS62690分別具有2.2V和2.85V的固定輸出電壓。此外，它以4MHz或3MHz的調(diào)節(jié)開關(guān)頻率運行，在輕負載電流下進入省電模式，以在整個負載電流范圍內(nèi)保持高效率。PFM模式還可將輕負載運行時的靜態(tài)電流降至19μA（典型值），從而延長電池壽命。

特性亮點

• 寬輸入電壓范圍：輸入電壓范圍為2.3V至4.8V，能夠適應(yīng)多種電池供電的場景。
• 固定輸出電壓：不同型號提供不同的固定輸出電壓，可滿足多樣化的應(yīng)用需求。
• 高輸出電流能力：不同型號的輸出電流有所不同，如TPS62691可達600mA，TPS62692可達800mA。
• 小尺寸解決方案：整個解決方案的尺寸小于12mm2（此處原文疑似有誤，推測可能是12mm x 12mm），非常適合對空間要求苛刻的便攜式設(shè)備。
• 低靜態(tài)電流：僅19μA的超低靜態(tài)電流，有助于降低功耗。
• 高效率：在整個負載電流范圍內(nèi)都能保持較高的效率，這對于電池供電設(shè)備尤為重要。

廣泛的應(yīng)用領(lǐng)域

• 手機及智能手機：為手機內(nèi)部的各種電路提供穩(wěn)定的電源。
• LDO替代：可以替代線性穩(wěn)壓器，提高電源轉(zhuǎn)換效率。
• 便攜式音頻及媒體設(shè)備：滿足這些設(shè)備對電源的高效、小尺寸要求。
• DC/DC微模塊：可作為微模塊為其他電路模塊提供電源。

評估模塊訂購選項

評估模塊的連接及測試點說明

輸入/輸出連接器

• J1 - VIN：這是輸入電源的正連接頭，電源必須連接在J1（VIN）和J3（GND）之間。注意輸入電源的引線要絞合在一起，并盡可能短，以減少干擾。輸入電壓需在2.3V至4.8V之間。
• J2 - S + /S -：這是轉(zhuǎn)換器輸入的感應(yīng)連接頭，可連接電壓表、電源的感應(yīng)連接端或示波器進行輸入電壓的監(jiān)測。
• J3 - GND：輸入電源的返回連接頭，同樣要與J1配合使用，且保證引線的處理。
• J4：SMA連接器，連接到DC - DC轉(zhuǎn)換器的輸入電壓，方便使用頻譜分析儀分析輸入電壓的噪聲頻譜。
• J5：SMA連接器，連接到DC - DC轉(zhuǎn)換器的輸出電壓，用于分析輸出電壓的噪聲頻譜。
• J6：降壓轉(zhuǎn)換器的正輸出端，TPS62691和TPS62690的輸出電壓分別固定為2.2V和2.85V。
• J7 - S + /S -：轉(zhuǎn)換器輸出的感應(yīng)連接頭，可連接電壓表、電子負載的感應(yīng)連接端或示波器來監(jiān)測輸出電壓。
• J8：轉(zhuǎn)換器的返回連接端，可在J8和J6（VOUT）之間連接負載。

跳線和開關(guān)

• JP1 - ENABLE：用于啟用或禁用評估模塊上的轉(zhuǎn)換器。在ENABLE和ON之間放置短路跳線可開啟轉(zhuǎn)換器，在ENABLE和OFF之間放置則禁用。
• JP2 - MODE：用于啟用或禁用輕負載下的省電模式。在MODE和PWM之間放置短路跳線可禁用省電模式，轉(zhuǎn)換器將在整個負載電流范圍內(nèi)以強制PWM模式運行；在MODE和PSM之間放置則啟用省電模式，設(shè)備在輕負載下以省電模式運行，重負載下以PWM模式運行。
• JP3和LP1：這是電感電流環(huán)路。若要測量電感電流，需切斷JP3上的走線，并在LP1的兩端之間連接一根導(dǎo)線；若不再需要該環(huán)路，移除LP1上的導(dǎo)線并短路JP3即可。

測試配置

硬件設(shè)置

評估模塊的典型硬件測試配置圖展示了其連接方式。在進行測試時，要確保操作在靜電放電（ESD）防護良好的工作站進行，因為許多組件容易受到ESD損壞。在為評估模塊通電之前，要確保使用接地的腕帶、靴帶或墊子等防護措施，并穿戴靜電服和安全眼鏡。

具體的硬件連接步驟如下：

1. 將直流電源連接到TPS62690/1/2/3EVM的J1和J3之間，注意輸入電壓范圍為2.3V至4.8V，且輸入電源到評估模塊的導(dǎo)線要絞合且盡量短。
2. 將直流電壓表或示波器連接到評估模塊的輸出感應(yīng)連接端。
3. 可以在TPS62690/1/2/3EVM的J6和J8之間連接負載。
4. 若要啟用轉(zhuǎn)換器，將JP1上的短路跳線連接到ENABLE和ON之間。
5. 使用跳線JP2在輕負載省電模式和強制PWM模式之間切換。

測試數(shù)據(jù)

效率測試

TPS62691EVM的典型效率性能圖展示了效率與負載電流之間的關(guān)系。這可以幫助我們了解轉(zhuǎn)換器在不同負載下的效率表現(xiàn)，從而優(yōu)化電源設(shè)計。

啟動測試

通過不同負載下的啟動性能圖（如無負載和200mA負載），我們可以觀察到TPS62691EVM在不同情況下的啟動特性，這對于確保設(shè)備在各種工況下的穩(wěn)定啟動至關(guān)重要。

輸出電壓紋波測試

分別展示了在省電模式和PWM模式下的輸出電壓紋波情況。在Vin = 3.6V、Vout = 2.2V且Iload分別為40mA和200mA時的紋波圖，能讓我們直觀地了解轉(zhuǎn)換器在不同模式和負載下的輸出穩(wěn)定性。

評估模塊的組裝圖和布局

評估模塊采用兩層、1盎司覆銅的印刷電路板（PCB）設(shè)計，所有組件都位于電路板的頂面有源區(qū)域。如果需要進一步減小尺寸，可將組件分布到電路板的兩面或增加內(nèi)部層。同時，需要注意TPS6269x反饋（FB）引腳的連接，建議將其直接連接到電感，而非輸出電容的VOUT連接端，這樣可以提供更好的瞬態(tài)響應(yīng)性能。

物料清單和標記信息

物料清單

詳細列出了TPS6269xEVM的物料清單，包括不同型號所需的電容、電感、電阻、集成電路等組件的數(shù)量、規(guī)格和型號。這些組件是推薦使用的，但也可以根據(jù)數(shù)據(jù)手冊中的指定部件進行替換。

標記信息

提供了評估模塊的組裝編號和對應(yīng)的標記文本，方便識別不同型號的評估模塊。

重要注意事項

適用范圍和安全警告

該評估模塊僅用于工程開發(fā)、演示或評估目的，并非適合一般消費者使用的成品。它可能不符合歐盟關(guān)于電磁兼容性、有害物質(zhì)限制（RoHS）、回收（WEEE）、FCC、CE或UL等指令的技術(shù)要求。

輸入輸出范圍限制

必須在2.3V至4.8V的輸入電壓范圍和固定2.2V（'691）至固定2.85V（'690）的輸出電壓范圍內(nèi)操作評估模塊。超出指定輸入范圍可能導(dǎo)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(dǎo)致意外操作和/或?qū)υu估模塊造成永久性損壞。

溫度注意事項

在正常運行期間，一些電路組件的外殼溫度可能會超過60°C。只要保持輸入和輸出范圍在規(guī)定范圍內(nèi)，評估模塊設(shè)計為能夠在某些組件高于60°C的情況下正常運行。在操作過程中，當將測量探頭靠近這些設(shè)備時，要注意它們可能會很燙。

通過對TPS6269xEVM - 076評估模塊的詳細了解，我們可以更好地評估TPS6269x系列DC - DC轉(zhuǎn)換器的性能，為電池供電的便攜式應(yīng)用設(shè)計出更高效、穩(wěn)定的電源解決方案。各位電子工程師們，你們在實際應(yīng)用中是否也遇到過類似的電源設(shè)計挑戰(zhàn)呢？不妨在評論區(qū)分享一下你們的經(jīng)驗和見解。