深入解析 TPS63060EVM - 619 評估模塊
深入解析 TPS63060EVM-619 評估模塊
引言
在電子設(shè)計領(lǐng)域，高效的電源管理至關(guān)重要。德州儀器（Texas Instruments）的 TPS63060EVM - 619 評估模塊（EVM）為工程師提供了一個便捷的平臺，用于評估和測試 TPS63060 這款高效的單電感、內(nèi)部補(bǔ)償型降壓 - 升壓轉(zhuǎn)換器。今天，我們就來詳細(xì)探討一下這個評估模塊的特點(diǎn)、操作和使用方法。
文件下載：TPS63060EVM-619.pdf
一、TPS63060 芯片概述
TPS63060 是一款采用 10 引腳、3mm × 3mm SON 封裝的高效降壓 - 升壓轉(zhuǎn)換器。它有固定輸出電壓和可調(diào)輸出電壓兩種版本可供選擇，能滿足不同的應(yīng)用需求。
1.1 背景
TPS63060EVM - 619 使用的是 TPS63060 的可調(diào)輸出電壓版本的集成電路（IC），默認(rèn)設(shè)置為 5V 輸出。對于固定輸出版本，通過一些小的修改也可以在這個 EVM 上進(jìn)行評估。該 EVM 的輸入電壓范圍為 2.5V 至 12V。
1.2 性能規(guī)格
| 規(guī)格 | 測試條件 | 最小值 | 典型值 | 最大值 | 單位 |
|---|---|---|---|---|---|
| 輸入電壓 | - | 2.5 | - | 12 | V |
| 輸出電壓 | IOUT = 0 mA 至 1000 mA | 2.5 | 5 | 8 | V |
| 輸出電流 | VIN = 10 V 至 12 V | 0 | - | 1000 | mA |
| VIN = 5 V 至 10 V，VOUT = 5 V | 0 | - | 2000 | mA | |
| VIN = 2.5 V 至 10 V，VOUT = 2.5 V | 0 | - | 2000 | mA | |
| 工作頻率 | - | - | 2400 | - | kHz |
| 效率 | 5 V 輸入，1000 - mA 負(fù)載 | - | 93% | - | - |
| 輸出紋波 | 5 V 輸入，500 - mA 負(fù)載 | - | 25 | - | mV |
1.3 修改說明
該 EVM 的印刷電路板（PCB）設(shè)計為兼容該 IC 的固定和可調(diào)版本。如果安裝固定版本，需要將 R1 替換為 0 - Ω 電阻，R2 開路。此外，還預(yù)留了額外的位置用于安裝額外的輸入和輸出電容。
1.3.1 可調(diào)輸出 IC U1 操作
U1 配置用于評估可調(diào)輸出版本，默認(rèn)設(shè)置為 5V?？梢允褂秒娮?R1 和 R2 將輸出電壓設(shè)置在 2.5V 至 8V 之間，具體推薦值可參考數(shù)據(jù)手冊。
1.3.2 固定輸出操作
若要評估固定版本，可將 U1 替換為固定版本的 IC，同時將 R1 替換為 0 - Ω 電阻，R2 位置保持開路。
二、設(shè)置與測試結(jié)果
2.1 輸入/輸出連接器和引腳說明
- J1 - VIN：U1 輸入電源的正輸入連接。
- J2 - Sense：Vin Sense 和 GND Sense，用于在輸入電容處采樣輸入電壓的低電流感測線。
- J3 - GND：U1 輸入電源的 Vin GND 返回連接，與 J6 共用。
- J4 - VOUT：輸出電壓連接。
- J5 - Sense：Vout Sense 和 GND Sense，用于在輸出電容處采樣輸出電壓的低電流感測線。
- J6 - GND：輸出電壓的 Vout GND 返回連接，與 J3 共用。
- J7 - PG GND：Power Good（PG）測試點(diǎn)和 GND 連接。
- JP1 - ENABLE：中心引腳與 ON 之間短接跳線可開啟設(shè)備，與 OFF 短接則關(guān)閉設(shè)備。
- JP2 - PWR Save：中心引腳與 OFF 之間安裝短接跳線可禁用節(jié)能模式；與 ON 之間安裝短接跳線可在輕載電流時自動進(jìn)入節(jié)能模式，中心引腳還可用于與外部時鐘同步。
2.2 設(shè)備設(shè)置
要操作 EVM，需將輸入電源的正極連接到 J1，負(fù)極連接到 J3；將負(fù)載的正極連接到 J4，負(fù)極連接到 J6；使用短接跳線將 JP1 的 EN 與 ON（引腳 1 和 2）短接。
2.3 上電過程
軟啟動電路通過斜坡控制電流限制比較器，使開關(guān)電流限制從低開始逐漸增加到最大值。在此過程中會監(jiān)測輸出電壓，只有輸出電壓增加時，開關(guān)電流才會增加。在多種 VIN 條件下，使用 13 - Ω 負(fù)載進(jìn)行測試得到了相關(guān)數(shù)據(jù)。
2.4 輸出紋波
輸出紋波在 2.4 MHz 的開關(guān)頻率下產(chǎn)生，使用推薦的電感 L 和輸出電容 C 時，紋波幅度較低。紋波幅度會根據(jù)負(fù)載電流和輸入電壓而變化。為了準(zhǔn)確測量，示波器探頭應(yīng)盡可能靠近輸出電容連接，并使用短接地引線。因?yàn)樽呔€和探頭引線的阻抗會增加輸出紋波，接地環(huán)路長度會增加開關(guān)尖峰的幅度。在多種輸入電壓下，使用 250 - mA 負(fù)載進(jìn)行測試得到了相關(guān)數(shù)據(jù)。
2.5 功率耗散
由于該轉(zhuǎn)換器效率高，需要耗散的功率較低。此外，帶有散熱焊盤的 QFN 封裝散熱效率很高，但仍需注意避免設(shè)備過熱。
2.6 負(fù)載瞬態(tài)響應(yīng)
負(fù)載瞬態(tài)響應(yīng)調(diào)節(jié)良好，增加輸出電容可以減少電壓過沖和下沖。
三、電路板布局
該部分提供了 TPS63060EVM - 619 的電路板布局和圖示，包括組裝層、頂層布線和底層布線等，有助于工程師了解電路板的結(jié)構(gòu)和布線情況。
四、原理圖和物料清單
4.1 原理圖
原理圖展示了 TPS63060EVM - 619 的電路連接關(guān)系，為工程師進(jìn)行電路分析和設(shè)計提供了重要依據(jù)。
4.2 物料清單
| 數(shù)量 | 參考編號 | 值 | 描述 | 尺寸 | 零件編號 | 制造商 |
|---|---|---|---|---|---|---|
| 1 | C1 | 1uF | 陶瓷電容，16V，X5R，10% | 402 | GRM155R61C105KA12D | Murata |
| 1 | C4 | 1uF | 陶瓷電容，10V，X5R，10% | 402 | Std | Std |
| 1 | C8 | 0.1uF | 陶瓷電容，25V，X7R，10% | 603 | Std | Std |
| 0 | C10 | 10pF | 陶瓷電容，25V，X5R，20% | 603 | Std | Std |
| 1 | C11 | 10pF | 陶瓷電容，6.3V，X5R，20% | 603 | Std | Std |
| 5 | C12, C13, C5, C6, C7 | 22uF | 陶瓷電容，10V，X5R，20% | 805 | Std | Std |
| 2 | C2, C3 | 10uF | 陶瓷電容，25V，X5R，20% | 603 | GRM188R61E106MA73 | Murata |
| 1 | C9 | 100uF | 鉭電容，SMT，100uF，25V，10% | X | T491X107K025AT | Kemet |
| 1 | L1 | 1uH | 功率電感，4.5 A，±20% | 0.157 x 0.157 inch | XFL4020 - 102ML | Coilcraft |
| 5 | R1, R3, R4, R5 | 1.00M | 貼片電阻，1/16W，1% | 603 | Std | Std |
| 5 | R2 | 110k | 貼片電阻，1/16W，1% | 603 | Std | Std |
| 1 | U1 | TPS63060DSC | 高輸入電壓單電感降壓 - 升壓轉(zhuǎn)換器 IC | SON - 1 | TPS63060DSC | TI |
4.3 相關(guān)文檔
可參考德州儀器的 TPS63060 高輸入電壓降壓 - 升壓轉(zhuǎn)換器（2A 開關(guān)電流）數(shù)據(jù)手冊（SLVSA92）獲取更多信息。
4.4 技術(shù)支持
如果在使用過程中需要幫助，可以聯(lián)系當(dāng)?shù)氐?TI 銷售代表。
通過對 TPS63060EVM - 619 評估模塊的詳細(xì)了解，工程師可以更好地利用該模塊進(jìn)行電源管理電路的設(shè)計和測試。大家在實(shí)際應(yīng)用中是否遇到過類似評估模塊的使用問題呢？歡迎在評論區(qū)分享交流。
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