TPS62740EVM - 186評估模塊：特性、操作與使用指南
TPS62740EVM - 186評估模塊：特性、操作與使用指南
在電子設計領(lǐng)域，評估模塊是工程師快速驗證和測試芯片性能的重要工具。今天，我們就來深入了解一下德州儀器（Texas Instruments）的TPS62740EVM - 186評估模塊。
文件下載：TPS62740EVM-186.pdf
1. 模塊概述
TPS62740EVM - 186評估模塊旨在幫助用戶輕松評估和測試TPS62740的操作與功能。TPS62740是一款采用2 x 3 - mm、10引腳SON封裝的300 - mA同步降壓轉(zhuǎn)換器。該評估模塊可將2.2 - V至5.5 - V的輸入電壓轉(zhuǎn)換為1.8 V至3.3 V的穩(wěn)壓輸出，最大輸出電流可達300 mA。此外，TPS62740還具備負載開關(guān)和電源正常輸出功能，并且靜態(tài)電流超低，僅為360 nA。
1.1 性能規(guī)格
| 在環(huán)境溫度為25°C、輸入電壓為3.6 V的條件下，TPS62740EVM - 186的主要性能規(guī)格如下： | 規(guī)格 | 測試條件 | 最小值 | 典型值 | 最大值 | 單位 |
|---|---|---|---|---|---|---|
| 輸入電壓 | 2.2 | 3.6 | 5.5 | V | ||
| 輸出電壓設定點 | 通過VSELx引腳以100 mV步進可編程 | 1.8 | 3.3 | V | ||
| 輸出電流（VIN > 0.7 V + VOUT） | 0 | 300 | mA | |||
| 輸出電流（VIN < 0.7 V + VOUT） | 0 | 100 | mA | |||
| 峰值效率（VIN = 2.2 V；VOUT = 1.8 V） | 92.5% | |||||
| 軟啟動延遲時間（從高EN到VOUT斜坡開始的時間） | 10 | ms |
1.2 模塊修改
該評估模塊的印刷電路板（PCB）設計允許用戶進行一些修改：
- 輸入和輸出電容：C3可作為額外的輸入電容，雖非正常運行必需，但可減少輸入電壓紋波；C4和C6可作為額外的輸出電容，能減少輸出電壓紋波并改善負載瞬態(tài)響應，但總輸出電容必須保持在數(shù)據(jù)手冊推薦的范圍內(nèi)。
- 環(huán)路響應測量：通過對電路進行兩個簡單更改即可測量TPS62740EVM - 186的環(huán)路響應。一是在PCB背面中間的焊盤上安裝一個10 - Ω電阻；二是切斷VOS引腳的過孔與輸出電容C2之間的短走線。完成這些更改后，可將一個交流信號（建議峰 - 峰值幅度為10 - mV）注入到控制環(huán)路中。有關(guān)測量DCS - Control設備控制環(huán)路的詳細信息可參考SLVA465。
2. 模塊設置
2.1 輸入/輸出連接器說明
| 連接器 | 說明 |
|---|---|
| J1 – VIN | EVM輸入電源的正輸入連接 |
| J2 – S + /S - | 輸入電壓感測連接，在此處測量輸入電壓 |
| J3 – GND | EVM輸入電源的返回連接 |
| J4 – VOUT | 輸出電壓連接 |
| J5 – S + /S - | 輸出電壓感測連接，在此處測量輸出電壓 |
| J6 – GND | 輸出返回連接 |
| J7 – PG/GND | PG輸出出現(xiàn)在該接頭的引腳1上，引腳2為方便的接地端 |
| J8 – LOAD | 負載開關(guān)輸出連接 |
| J9 – S + /S - | 負載開關(guān)輸出電壓感測連接，在此處測量負載開關(guān)輸出電壓 |
| J10 – GND | 負載開關(guān)輸出返回連接 |
| JP1 – EN | EN引腳輸入跳線。將提供的跳線跨接在ON和EN上以開啟IC；跨接在OFF和EN上以關(guān)閉IC |
| JP2 – CTRL | CTRL引腳輸入跳線。將提供的跳線跨接在LOAD_ON和CTRL上以激活（閉合）內(nèi)部負載開關(guān)；跨接在LOAD_OFF和CTRL上以停用（斷開）內(nèi)部負載開關(guān) |
| JP3至JP6 – VSELx | 這四個輸入用于設置輸出電壓。通過將每個引腳設置為高電平或低電平，可根據(jù)表2對輸出電壓進行編程。為確保正常運行，不要讓任何跳線處于斷開狀態(tài) |
2.2 輸出電壓設置
| 輸出電壓可通過VSELx引腳進行編程，具體設置如下表所示： | VOUT | VSEL4 | VSEL3 | VSEL2 | VSEL1 |
|---|---|---|---|---|---|
| 1.8 | 0 | 0 | 0 | 0 | |
| 1.9 | 0 | 0 | 0 | 1 | |
| 2.0 | 0 | 0 | 1 | 0 | |
| 2.1 | 0 | 0 | 1 | 1 | |
| 2.2 | 0 | 1 | 0 | 0 | |
| 2.3 | 0 | 1 | 0 | 1 | |
| 2.4 | 0 | 1 | 1 | 0 | |
| 2.5 | 0 | 1 | 1 | 1 | |
| 2.6 | 1 | 0 | 0 | 0 | |
| 2.7 | 1 | 0 | 0 | 1 | |
| 2.8 | 1 | 0 | 1 | 0 | |
| 2.9 | 1 | 0 | 1 | 1 | |
| 3.0 | 1 | 1 | 0 | 0 | |
| 3.1 | 1 | 1 | 0 | 1 | |
| 3.2 | 1 | 1 | 1 | 0 | |
| 3.3 | 1 | 1 | 1 | 1 |
2.3 操作步驟
要操作該評估模塊，需根據(jù)上述說明將跳線JP1至JP6設置到所需位置，然后將輸入電源連接到J1和J3，將負載連接到J4和J6。
3. 超低靜態(tài)電流設備效率測量誤差
效率是電源的常見測量指標。對于像TPS62740這樣的超低靜態(tài)電流設備，測量誤差對測量效率的影響可能很大，尤其是在非常低的負載電流（<100 μA）情況下。
3.1 效率測量設置
為準確測量TPS62740EVM - 186的效率，可使用SLVA236圖6中描述的設置。由于TPS62740EVM - 186上已包含C5，因此該應用筆記中提到的“額外輸入電容”無需添加。不建議添加額外的輸入電容，因為這會增加輸入的泄漏電流，從而降低測量效率。
在通過SLVA236中的設置測量效率時，必須特別注意從效率計算中去除測量儀器消耗的電流。這些測量儀器通常包括輸入電壓和輸出電壓萬用表以及輸入電源的遠程感測線（如果有此功能）。在非常輕的負載下，流入這些點的電流會影響測量效率?？朔藛栴}的兩種可能方法是：測量流入這些點的電流（測量流入萬用表和/或遠程感測線的電流），然后從效率計算中減去該電流；或者簡單地將這些儀器從測試設置中移除。在非常輕的負載電流下，通常最好移除輸入電源的遠程感測線，然后測量流入輸入和輸出電壓萬用表的電流，以獲得最準確的效率測量結(jié)果。
3.2 上拉和下拉電阻
除了輸入電容和遠程感測線外，任何上拉或下拉電阻都可能消耗大量電流并影響測量效率。例如，如果VSEL2引腳通過一個1 - MΩ電阻上拉到輸入電壓，并且該引腳通過JP4接地，那么在3.6 - V輸入電壓下，這將從輸入源額外消耗3.6 μA的電流。這將在非常輕的負載下極大地影響效率。因此，TPS62740EVM - 186上未使用任何上拉或下拉電阻。最終應用電路應確保TPS62740的所有數(shù)字輸入根據(jù)設備數(shù)據(jù)手冊終止為高電平或低電平，不得懸空。
4. 測試結(jié)果
TPS62740EVM - 186用于獲取TPS62740數(shù)據(jù)手冊SLVSB02中的大部分數(shù)據(jù)，唯一的區(qū)別在于所使用的電感器。該評估模塊為實現(xiàn)最小解決方案尺寸而設計，使用了0805尺寸的電感器，而數(shù)據(jù)手冊中的電感器尺寸為3 x 3 mm，能實現(xiàn)最佳效率。
5. 電路板布局和原理圖
5.1 電路板布局
文檔提供了TPS62740EVM - 186的電路板布局和插圖，Gerber文件可在EVM產(chǎn)品頁面（TPS62740EVM - 186）上獲取。
5.2 原理圖和物料清單
| 原理圖展示了評估模塊的電路連接，物料清單則列出了模塊中使用的所有元件，具體如下： | 數(shù)量 | 參考編號 | 值 | 描述 | 尺寸 | 零件編號 | 制造商 |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 3 | C1, C2, C7 | 10uF | 陶瓷電容，X5R，6.3V，20% | 0603 | GRM188R60J106 ME84D | Murata | |
| 1 | C5 | 100uF | 陶瓷電容，X5R，6.3V，20% | 1210 | GRM32ER60J107 ME20L | Murata | |
| 1 | L1 | 2.2uH | 貼片電感器，0.7A，230 - mΩ | 0805 | MIPSZ2012D2R2 | FDK | |
| 1 | R1 | 1.00M | 貼片電阻，1/16W，1% | 0603 | RC0603FR - 071ML | Yageo | |
| 1 | U1 | TPS62740 | IC，360 nA IQ降壓轉(zhuǎn)換器 | 2 mm x 3 mm | TPS62740DSS | TI |
6. 注意事項
在使用TPS62740EVM - 186評估模塊時，還需要注意以下事項：
- 使用范圍：該評估模塊僅用于實驗室/開發(fā)環(huán)境中的初步可行性評估，并非成品電氣設備，不適合普通消費者使用。
- 責任與風險：用戶需對產(chǎn)品的安全和合規(guī)性負責，確保與人體的接口設計具有適當?shù)母綦x和安全措施，以減少電擊危險。
- 法規(guī)合規(guī)：該評估模塊可能需要遵守聯(lián)邦通信委員會（FCC）和加拿大工業(yè)部（IC）的規(guī)則。對于不適用這些規(guī)則的評估模塊，僅用于工程開發(fā)、演示或評估目的，可能會產(chǎn)生、使用和輻射射頻能量，且未經(jīng)過測試以符合相關(guān)規(guī)則的限制。
- 日本使用注意：如果在日本使用該開發(fā)套件，需要遵循日本無線電法的相關(guān)規(guī)定，如在屏蔽室或特定測試設施中使用、獲得實驗電臺許可證或技術(shù)法規(guī)合規(guī)認證等。
總之，TPS62740EVM - 186評估模塊為工程師提供了一個便捷的平臺來評估TPS62740的性能。在使用過程中，工程師需要仔細遵循操作指南，注意測量誤差和安全事項，以確保準確評估和安全使用。你在使用類似評估模塊時遇到過哪些問題呢？歡迎在評論區(qū)分享你的經(jīng)驗。
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