TPS62736超低功耗降壓轉(zhuǎn)換器評(píng)估模塊深度解析

作為電子工程師，在設(shè)計(jì)低功耗電路時(shí)，找到合適的電源管理解決方案至關(guān)重要。今天，我們就來(lái)深入探討德州儀器（Texas Instruments）的TPS62736超低功耗降壓轉(zhuǎn)換器評(píng)估模塊（EVM），看看它能為我們帶來(lái)哪些驚喜。

文件下載：TPS62736EVM-205.pdf

一、TPS62736芯片特性

1. 高度集成的低功耗解決方案

TPS62736是一款高度集成的超低功耗降壓轉(zhuǎn)換器，專(zhuān)為滿足超低功耗應(yīng)用（如能量收集）的特殊需求而設(shè)計(jì)。與線性降壓轉(zhuǎn)換器相比，它能為系統(tǒng)提供外部可編程的穩(wěn)壓電源，從而提高電源管理階段的整體效率。它可以接受高達(dá)5.5V的輸入電壓，為低壓電子設(shè)備供電，最大連續(xù)輸出電流可達(dá)50mA，輸出電壓范圍為1.3V - 5.3V。

2. 優(yōu)化的滯回控制器

該芯片集成了適用于低功耗應(yīng)用的優(yōu)化滯回控制器。內(nèi)部電路采用基于時(shí)間的采樣系統(tǒng)，降低了平均靜態(tài)電流，使靜態(tài)電流消耗能隨輸出負(fù)載水平而變化。其穩(wěn)壓輸出經(jīng)過(guò)優(yōu)化，在低輸出電流（<10μA）到高電流（50mA）范圍內(nèi)都能保持高效率。

3. 輸入電壓監(jiān)控與控制

為了幫助用戶嚴(yán)格管理能量預(yù)算，TPS62736會(huì)切換輸入良好（VIN_OK）標(biāo)志，當(dāng)輸入電源電壓降至預(yù)設(shè)臨界水平以下時(shí)，向連接的微處理器發(fā)出信號(hào)，觸發(fā)負(fù)載電流的降低，防止系統(tǒng)進(jìn)入欠壓狀態(tài)。此外，兩個(gè)獨(dú)立的使能信號(hào)允許用戶啟用/禁用穩(wěn)壓輸出，或?qū)⑿酒糜诔挽o態(tài)睡眠狀態(tài)。

4. 外部電阻設(shè)置參數(shù)

輸出電壓調(diào)節(jié)點(diǎn)和輸入良好閾值由外部電阻設(shè)置。為了在輕載時(shí)實(shí)現(xiàn)最高效率，建議使用阻值大于1MΩ的電壓設(shè)置電阻。但在電路板組裝或修改過(guò)程中，污染物（如焊劑和一些電路板清潔劑）可能會(huì)留下殘留物，形成寄生電阻，導(dǎo)致電壓調(diào)節(jié)和閾值水平與預(yù)期值有顯著差異。因此，電路板必須仔細(xì)清潔，并用去離子水沖洗，直到水中的離子污染達(dá)到可接受水平。如果無(wú)法做到這一點(diǎn)，建議降低電壓設(shè)置電阻的總和。

二、TPS62736EVM評(píng)估模塊特性

1. 寬輸入電壓范圍

評(píng)估模塊的輸入電壓范圍為2.0V至5.5V，能適應(yīng)多種電源輸入。

2. 可調(diào)輸出電壓

輸出電壓默認(rèn)設(shè)置為1.8V，但可通過(guò)外部電阻在1.3V至5.3V之間調(diào)節(jié)。

3. 可調(diào)VIN_OK閾值

VIN_OK閾值默認(rèn)設(shè)置為2.9V，同樣可通過(guò)外部電阻在輸出電壓至5.3V之間調(diào)節(jié)。

4. 方便的接口

模塊提供了易于訪問(wèn)的引腳，包括IN、IN-SENSE、OUT、OUT-SENSE、GND和VIN_OK，還有EN1和EN2的跳線，方便用戶進(jìn)行各種測(cè)試和配置。

三、性能規(guī)格總結(jié)

四、測(cè)試總結(jié)

1. 推薦設(shè)備

• 可調(diào)直流電源，電壓范圍2.0V至5.5V，可調(diào)電流限制設(shè)置約為100mA。
• 負(fù)載：系統(tǒng)負(fù)載或電阻負(fù)載≥300Ω。
• 兩個(gè)配置為測(cè)量電壓的數(shù)字萬(wàn)用表。
• 兩個(gè)配置為測(cè)量電流的數(shù)字萬(wàn)用表（由于滯回控制轉(zhuǎn)換器固有的輸入電流脈沖，輸入電流表必須能夠進(jìn)行濾波和/或平均，以測(cè)量正確的值?？赡苄枰贗N和GND之間添加一個(gè)大電容（>100μF）來(lái)輔助濾波。也推薦使用配置為調(diào)節(jié)電壓并測(cè)量電流、功率或兩者的源表）。
• 示波器，最多可配備四個(gè)電壓探頭。

2. 設(shè)備和EVM設(shè)置

按照特定的I/O連接和配置進(jìn)行設(shè)置，以測(cè)量效率。具體連接可參考文檔中的表格和示意圖。

3. 測(cè)量效率的提示

• 確保EVM設(shè)置符合表格和示意圖的要求，并將電源預(yù)先設(shè)置為低于5.5V的電壓，電流限制約為100mA。
• 緩慢增加系統(tǒng)負(fù)載電流，直到達(dá)到50mA。

4. 示波器繪圖提示

• 測(cè)量類(lèi)似圖3 - 圖7所示的直流波形時(shí)，按照?qǐng)D中所示設(shè)置時(shí)基，并將探頭連接到適用的引腳（IN、OUT、VBAT_OK）或SW引腳以及最近的GND引腳。
• 測(cè)量交流波形（如輸出電壓紋波）時(shí)，按照?qǐng)D中所示設(shè)置時(shí)基，取下電壓探頭帽，將探頭尖端連接到電容C3的頂部，并將短接地引線連接到電容C3的接地端。
• 測(cè)量開(kāi)關(guān)波形時(shí)，由于滯回控制方法，時(shí)基可能需要隨著輸出負(fù)載電流的調(diào)整而調(diào)整。

五、PWR205 PCB布局和物料清單

1. PCB布局

文檔提供了REV A和REV B兩種PCB布局，包括組裝層、頂層和底層的示意圖。不同的布局可能適用于不同的應(yīng)用場(chǎng)景和設(shè)計(jì)需求。

2. 物料清單

詳細(xì)列出了TPS62736EVM的物料清單，包括電容、電感、電阻、芯片等元件的參數(shù)和型號(hào)。

六、使用注意事項(xiàng)

1. 適用環(huán)境

評(píng)估模塊僅用于實(shí)驗(yàn)室和/或開(kāi)發(fā)環(huán)境中的可行性評(píng)估。在某些情況下，德州儀器會(huì)向非專(zhuān)業(yè)用戶提供評(píng)估模塊，但這些模塊必須符合FCC認(rèn)證。用戶應(yīng)遵守文檔中的所有適用條款、條件、警告和限制。

2. 安全責(zé)任

用戶承擔(dān)評(píng)估模塊正確和安全處理及使用的全部責(zé)任和相應(yīng)責(zé)任。如果評(píng)估模塊不符合用戶指南或其他文檔中規(guī)定的規(guī)格，用戶可在交付日期起30天內(nèi)將其退回德州儀器以獲得全額退款。

3. 法規(guī)合規(guī)

不同國(guó)家和地區(qū)對(duì)評(píng)估模塊有不同的法規(guī)要求，如美國(guó)聯(lián)邦通信委員會(huì)（FCC）、加拿大工業(yè)部（Industry Canada）和日本的無(wú)線電法等。用戶在使用評(píng)估模塊時(shí)，必須確保遵守當(dāng)?shù)氐姆ㄒ?guī)要求。

總之，TPS62736超低功耗降壓轉(zhuǎn)換器評(píng)估模塊為電子工程師提供了一個(gè)強(qiáng)大的工具，用于評(píng)估和開(kāi)發(fā)低功耗電源管理解決方案。通過(guò)了解其特性、性能規(guī)格和測(cè)試方法，我們可以更好地利用這個(gè)模塊，設(shè)計(jì)出高效、可靠的電路。大家在實(shí)際使用過(guò)程中，有沒(méi)有遇到過(guò)類(lèi)似模塊的一些特殊問(wèn)題呢？歡迎在評(píng)論區(qū)分享交流。