探索 TPS6030x EVM-170 單電池電荷泵評估模塊

在電子設(shè)計領(lǐng)域，評估模塊是工程師們驗證和測試新設(shè)備性能的重要工具。今天，我們就來深入了解一下德州儀器（TI）的 TPS6030x EVM - 170 單電池電荷泵評估模塊。

文件下載：TPS60302EVM-170.pdf

重要注意事項

在開始使用之前，有必要了解 TI 對于產(chǎn)品的相關(guān)規(guī)定。TI 保留對產(chǎn)品進行更改或停產(chǎn)的權(quán)利，并且建議客戶在下單前獲取最新的相關(guān)信息，以確保所依賴的信息是最新且完整的。TI 按照標(biāo)準(zhǔn)保修對產(chǎn)品性能進行擔(dān)保，但并非對每個設(shè)備的所有參數(shù)都進行具體測試，除非政府有相關(guān)要求?？蛻粜枰獙κ褂?TI 組件的應(yīng)用負責(zé)，并提供足夠的設(shè)計和操作保障措施，以降低應(yīng)用風(fēng)險。此外，TI 不承擔(dān)應(yīng)用協(xié)助或客戶產(chǎn)品設(shè)計的責(zé)任，也不保證授予任何專利、版權(quán)等知識產(chǎn)權(quán)許可。對 TI 數(shù)據(jù)手冊信息的復(fù)制必須保持原樣，并附帶所有相關(guān)的保修、條件、限制和通知，否則將使相關(guān)產(chǎn)品或服務(wù)的保修無效。

評估模塊概述

TPS6030x EVM - 170 評估模塊用于評估 TI 的 TPS60300 至 TPS60303 電荷泵設(shè)備。使用這個評估模塊，只需一個直流電壓源，就可以評估設(shè)備的各種模式和性能。而且，電荷泵電路的布局至關(guān)重要，該評估模塊的布局類似于電感式 DC/DC 轉(zhuǎn)換器的布局，其建議的布局可以作為參考設(shè)計，幫助工程師減少設(shè)計時間。

TPS6030x 設(shè)備基本操作

TPS6030x 系列電荷泵可工作在三倍或四倍模式。它由一個帶有電容 (C{FLY 1}) 和 (C{OUT1 }) 的非調(diào)節(jié)倍壓器級組成，其輸出電壓可在 OUT1 處找到。OUT1 處的電壓內(nèi)部連接到一個工作在 ×1.5 或 ×2 模式的調(diào)節(jié)電荷泵的輸入，最終在 OUT2 處提供 3.3V（TPS60300 和 TPS60302）或 3V（TPS60301 和 TPS60303）的輸出電壓。這些設(shè)備在調(diào)節(jié)輸出（OUT2）的最大輸出電流為 20 mA，當(dāng) OUT2 無負載時，非調(diào)節(jié)輸出（OUT1）可提供高達 40 mA 的電流。在評估模塊中，使用的是具有 3.3V 輸出電壓和推挽式電源良好輸出的 TPS60302。

評估模塊詳細描述

原理圖

評估模塊的原理圖中，板上為所有必要信號設(shè)置了單引腳連接器。要操作該板，需在 VIN 和 GND 之間連接一個具有適當(dāng)電壓水平的電源。為確保設(shè)備在沒有信號施加到 EN 引腳時能夠啟動，在 EN 處添加了上拉電阻。將 EN 連接到 GND 可禁用設(shè)備，此時 IC 的電源電流會降至 0.05 μA。不過要注意，在低電流模式下操作時，上拉電阻 R1 和 R2 消耗的電流可能比設(shè)備本身還多，需要將這些電阻移除。此外，還添加了一些額外的 GND 引腳以方便使用。電容 C6 至 C11 采用 1206 尺寸的 SMD 封裝，這些部件并非操作所必需，僅用于測試目的，可作為測試點或通過并聯(lián)另一個電容來輕松增加電容值。

布局

評估模塊的組件僅放置在板的頂層，尺寸為 (42.0 × 33.0 mm^{2})（(1386 mm^{2})），遠大于 IC 和其電容所需的空間。IC 和電容在評估模塊上所需的總空間僅約為 (8 mm × 10 mm = 80 mm^{2})。電容的選擇并非為了節(jié)省空間，而是為了優(yōu)化性能。如果需要，可以使用更小的電容來優(yōu)化布局以減少板空間。在評估模塊上，由于在 (C{IN})、(C{OUT }) 和 (C_{FLY}) 旁邊添加了 1206 尺寸的焊盤，因此也可以焊接其他電容。底層信號為接地信號（GND），為了獲得良好的性能，整個底層是一個 GND 平面，僅被一些過孔打斷。

評估模塊設(shè)置

為了使評估模塊正常運行，需要按照以下步驟進行設(shè)置：

1. 連接負載：在 GND 和 OUT2 之間連接負載。對于 TPS60300 和 TPS60302，當(dāng) (VIN ≥ 1.1 V) 時，負載電阻應(yīng) (> 165 Omega) 或電流為 0 mA 至 20 mA；當(dāng) (VIN ≥ 1 V)（啟動期間）時，負載電阻應(yīng) (> 330 Omega) 或電流為 0 mA 至 10 mA。對于 TPS60301 和 TPS60303，當(dāng) (VIN ≥ 1.1 V) 時，負載電阻應(yīng) (> 150 Omega) 或電流為 0 mA 至 20 mA；當(dāng) (VIN ≥ 1 V)（啟動期間）時，負載電阻應(yīng) (> 300 Omega) 或電流為 0 mA 至 10 mA。
2. 連接電源：在輸入（VIN）和地（GND）之間連接一個具有適當(dāng)電壓（0.9 V 至 1.8 V）的信號源（或電池組）。EN 處的上拉電阻確保設(shè)備立即啟動，將 EN 連接到 GND 可禁用設(shè)備。需要注意的是，在啟動期間，OUT1 的負載不應(yīng)超過 1 mA。

物料清單

電容選擇和測量

這部分內(nèi)容主要涉及電容的選擇和測量，但文檔中未詳細給出具體的選擇和測量方法。不過，電容的選擇對于電荷泵的性能至關(guān)重要，不同的應(yīng)用場景可能需要不同類型和值的電容。工程師們在實際設(shè)計中，需要根據(jù)具體需求進行電容的選擇和測量，以確保電荷泵能夠穩(wěn)定、高效地工作。

通過對 TPS6030x EVM - 170 單電池電荷泵評估模塊的了解，我們可以看到它為工程師們提供了一個方便、有效的工具來評估 TPS6030x 電荷泵設(shè)備的性能。在實際應(yīng)用中，工程師們可以根據(jù)評估模塊的特點和要求，結(jié)合具體的設(shè)計需求，進行合理的設(shè)計和優(yōu)化。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。