德州儀器TPS6230xEVM - 085評估模塊使用指南
德州儀器TPS6230xEVM - 085評估模塊使用指南
在電子設計領域，評估模塊是工程師了解和測試芯片性能的重要工具。今天我們就來詳細探討一下德州儀器（Texas Instruments）的TPS6230xEVM - 085評估模塊。
文件下載：TPS62300EVM-085.pdf
一、引言
| TPS6230xEVM - 085評估模塊旨在幫助設計師評估TPS6230x系列設備的運行和性能。TPS6230x系列是高效、小尺寸的降壓轉(zhuǎn)換器，開關頻率為3 MHz。該評估模塊包含四個獨立的DC/DC轉(zhuǎn)換器，默認輸出電壓如下： | 轉(zhuǎn)換器編號 | 轉(zhuǎn)換器IC封裝 | 輸出電壓類型 | 輸出電壓 |
|---|---|---|---|---|
| 1 | TPS62300DRC3 QFN - 10 | 可調(diào) | 1.800 V | |
| 2 | TPS62300YZD3 CSP - 8 | 可調(diào) | 1.500 V | |
| 3 | TPS62301YZD CSP - 8 | 固定 | 1.500 V | |
| 4 | TPS62302YZD3 CSP - 8 | 固定 | 1.500 V |
如果需要，評估模塊上的轉(zhuǎn)換器1和2可以輕松修改以提供更高或更低的輸出電壓，輸出電壓可在0.6 V至5.4 V之間調(diào)整。通過調(diào)整適當?shù)姆答?a target="_blank">電阻，可以評估除默認值之外的輸出電壓。同時，使用該評估模塊還可以輕松評估該系列設備的其他固定輸出電壓版本。
二、設置
2.1 輸入/輸出連接器說明
- 輸入電壓正連接：J1、TP1、TP5和TP9用于連接相應轉(zhuǎn)換器的正輸入電壓。為了減少電磁干擾（EMI）傳輸，輸入電源的引線應絞合并盡可能短。
- 輸入電壓返回連接：J2、TP2、TP6和TP12是相應轉(zhuǎn)換器輸入電源的返回連接。
- 輸出電壓調(diào)整輸入：J3用于直接向轉(zhuǎn)換器1控制器的FB引腳施加電壓，從而實現(xiàn)對輸出電壓的外部控制。
- 輸出電壓正連接：J4、TP3、TP7和TP11是相應降壓電源輸出的正連接。
- 輸出電壓負連接：J5、TP4、TP8和TP10是相應降壓電源輸出的負連接。
- 使能跳線：JP1用于啟用或禁用轉(zhuǎn)換器1。應將短路跳線從中心（EN）引腳連接到ON或OFF位置，切勿讓JP1懸空。
- 模式跳線：JP2用于選擇轉(zhuǎn)換器1的工作模式。將MODE引腳短接到PWM引腳時，轉(zhuǎn)換器將以固定頻率PWM模式運行；將MODE引腳和PFM引腳短接在一起，控制器可以在低輸出電流時利用節(jié)能（PFM）模式；也可以將外部時鐘應用于MODE引腳以實現(xiàn)同步操作。
2.2 具體設置
| 四個轉(zhuǎn)換器均設計為使用2.7 V至6.0 V的輸入電壓，且輸入電壓必須高于輸出電壓以維持電壓調(diào)節(jié)。所有四個電源都設計為在指定輸出電壓下提供高達500 mA的輸出電流。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 |
|---|---|---|---|
| 1 | 1.80 VDC可調(diào) | 正輸入電壓：J1；輸入電壓返回：J2；正輸出電壓：J4；輸出電壓返回：J5 | |
| 2 | 1.50 VDC可調(diào) | 正輸入電壓：TP1；輸入電壓返回：TP2；正輸出電壓：TP3；輸出電壓返回：TP4 | |
| 3 | 1.50 VDC固定 | 正輸入電壓：TP5；輸入電壓返回：TP6；正輸出電壓：TP7；輸出電壓返回：TP8 | |
| 4 | 1.60 VDC固定 | 正輸入電壓：TP9；輸入電壓返回：TP12；正輸出電壓：TP11；輸出電壓返回：TP10 |
對于轉(zhuǎn)換器1和2，工廠提供的TPS62300設備可以用TPS6230x系列中的其他固定電壓轉(zhuǎn)換器替換。使用固定電壓IC時，轉(zhuǎn)換器1中的R1、R2、R3和C3應移除并保持開路；轉(zhuǎn)換器2中的R4和R5應保持開路。
2.3 操作
為了使轉(zhuǎn)換器1正常運行，必須配置JP1和JP2。使用短路塊將JP1和JP2設置為所需的配置：
- JP2：將MODE引腳短接到PWM引腳以實現(xiàn)固定頻率PWM模式；將MODE引腳短接到PFM引腳以啟用節(jié)能PFM模式的PWM操作；若要與外部時鐘源同步，可以移除跳線并將外部時鐘直接提供給JP2的MODE引腳。
- JP1：將EN引腳短接到ON引腳以啟用并運行轉(zhuǎn)換器；將EN引腳短接到OFF引腳以禁用轉(zhuǎn)換器。JP1的EN引腳必須短接到其中一個位置，切勿讓EN引腳懸空。
轉(zhuǎn)換器2、3和4除了輸入電源外，不需要任何額外的配置即可運行。這些轉(zhuǎn)換器硬連線為始終啟用，并在低輸出電流時使用節(jié)能PFM模式。
三、電路板布局
對于所有高頻開關模式電源來說，電路板布局至關重要。TPS6230xEVM - 085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)點盡可能短，以減少走線電感。
- 高阻抗輸入（如TPS62300的Vout引腳）的走線由接地走線和平面屏蔽。
- 仔細考慮了高頻電流回路的布線，并采用了單點接地方案。
具體的布局可以參考相關的電路板布局圖，如頂層布線圖、底層布線圖和組裝層圖。
四、原理圖和物料清單
4.1 原理圖
原理圖展示了TPS6230xEVM - 085的電路連接和工作原理，它是理解評估模塊工作機制的重要依據(jù)。
4.2 物料清單
| 物料清單詳細列出了評估模塊所使用的各種元器件，包括電容、電感、電阻、芯片等，具體如下： | 數(shù)量 | 參考編號 | 描述 | 尺寸 | 制造商 | 零件編號 |
|---|---|---|---|---|---|---|
| 8 | C1, C2, C4–C9 | 陶瓷電容，10 - μF，4 - V，X5R，10% | 603 | TDK | C1608X5R0G106MT | |
| 1 | C3 | 陶瓷電容，xx - μF，xx - V | 603 | |||
| 5 | J1–J5 | 2引腳接頭，100 - mil間距 | Sullins | PTC36SAAN | ||
| 2 | JP1, JP2 | 3引腳接頭，100 - mil間距 | Sullins | PTC36SAAN | ||
| 1 | L1 | 貼片電感，2.2 - μH，1.0 - A，120 - mΩ | 0.1.2 In x 0.110 In | TDK | VLF3010AT - 2R2M1R0 | |
| 3 | L2–L4 | 貼片電感，2.2 - μH，770 - mA，230 - mΩ | 805 | Taiyo Yuden | CB2016T2R2M | |
| 1 | R1 | 貼片電阻，665 - kΩ，1/16 - W，1% | 603 | Std | Std | |
| 1 | R2 | 貼片電阻，332 - kΩ，1/16 - W，1% | 603 | Std | Std | |
| 0 | R3 | 貼片電阻，xx - Ω，1/16 - W，1% | 603 | Std | Std | |
| 1 | R4 | 貼片電阻，604 - kΩ，1/16 - W，1% | 402 | Std | Std | |
| 1 | R5 | 貼片電阻，402 - kΩ，1/16 - W，1% | 402 | Std | Std | |
| 6 | TP1, TP3, TP5, TP7, TP9, TP11 | 測試點，紅色，1 mm | 0.038 | Farnell | 240 - 345 | |
| 6 | TP2, TP4, TP6, TP8, TP10, TP12 | 測試點，黑色，1 mm | 0.038 | Farnell | 240 - 333 | |
| 1 | U1 | 3 - MHz同步降壓轉(zhuǎn)換器，400 mA，Vout可調(diào) | QFN10 | TI | TPS62300DRC | |
| 1 | U2 | 3 - MHz同步降壓轉(zhuǎn)換器，400 mA | CSP - 8 | TI | TPS62300YZD | |
| 1 | U3 | 3 - MHz同步降壓轉(zhuǎn)換器，400 mA | CSP - 8 | TI | TPS62301YZD | |
| 1 | U4 | 3 - MHz同步降壓轉(zhuǎn)換器，400 mA | CSP - 8 | TI | TPS62302YZD | |
| 1 | -- | PCB，2.455 In x 1.89 In x 0.032 In | Any | HPA085 | ||
| 2 | -- | 分流器，100 - mil，黑色 | 0.100 In | 3M | 929950 - 00 |
五、相關文檔和重要注意事項
5.1 相關文檔
可以參考TPS62300數(shù)據(jù)手冊（SLVS528 A）獲取更多詳細信息。
5.2 重要注意事項
- 該設備僅適用于實驗室測試環(huán)境，它會產(chǎn)生、使用并輻射射頻能量，未經(jīng)測試以符合FCC規(guī)則第15部分J子部分中計算設備的限制。在其他環(huán)境中操作可能會對無線電通信造成干擾，用戶需自行承擔糾正干擾的費用。
- 該評估套件僅用于工程開發(fā)或評估目的，不適合商業(yè)使用。產(chǎn)品可能在設計、營銷和制造相關的保護考慮方面不完整，可能不符合歐盟電磁兼容性指令的技術(shù)要求。
- 操作該評估模塊時，輸入電壓應在2.7 V至6.0 V之間，輸出電壓應在0.6 V至5.4 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。
- 正常運行期間，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，評估模塊設計為在某些組件高于25°C的情況下仍能正常運行。在操作過程中，將測量探頭靠近這些設備時，要注意它們可能會很燙。
總之，TPS6230xEVM - 085評估模塊為工程師提供了一個便捷的平臺來評估TPS6230x系列降壓轉(zhuǎn)換器的性能。在使用過程中，務必遵循相關的設置和注意事項，以確保評估的準確性和設備的安全。大家在實際使用中有沒有遇到什么特別的問題呢？歡迎在評論區(qū)分享交流。
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