TPS65253 Buck轉(zhuǎn)換器評估模塊使用指南
TPS65253 Buck轉(zhuǎn)換器評估模塊使用指南
一、引言
在電子設(shè)計(jì)領(lǐng)域，電源管理芯片（PMIC）的性能至關(guān)重要。TPS65253 PMIC是德州儀器（Texas Instruments）推出的一款產(chǎn)品，本文將為大家詳細(xì)介紹TPS65253 Buck轉(zhuǎn)換器評估模塊（EVM）的相關(guān)信息，包括背景知識、原理圖、元件布局、測試設(shè)置以及電源啟動流程等內(nèi)容，希望能為電子工程師們在使用該模塊時(shí)提供幫助。
文件下載：TPS65253EVM.pdf
二、背景知識
TPS65253 PMIC旨在提供3.5 - A和2.5 - A的連續(xù)輸出，其工作電壓范圍為4.5 V至16 V，外部設(shè)置的開關(guān)頻率范圍從300 kHz到1.2 MHz。當(dāng)PMIC未滿載時(shí)，Buck1可加載至4 A，Buck2可加載至3 A。
該評估模塊設(shè)計(jì)用于展示TPS65253的各項(xiàng)特性。用戶可對該模塊進(jìn)行一些修改，以測試不同輸入輸出電壓、電流和頻率下的性能。如有相關(guān)需求，可聯(lián)系TI現(xiàn)場應(yīng)用團(tuán)隊(duì)獲取建議。
| 評估模塊的輸入電壓和輸出電流總結(jié)如下： | EVM測試條件 | 輸出電流范圍 |
|---|---|---|
| Buck1, 1.2 V, 3.5 A TPS65253EVM VIN = 4.5 V to 16 V fsw = 500 kHz |
||
| Buck2, 3.3 V, 2.5 A (25°C環(huán)境) |
三、原理圖
圖3 - 1展示了TPS65253 EVM的原理圖。電阻和電容的值是根據(jù)TPS65253規(guī)格文檔（http://focus.ti.com/docs/ prod/folders/print/TPS65253.html）中的指南選擇的。
需要注意的是，為了進(jìn)行增益 - 相位測量，EVM上的R9和R11（0 Ω）需要根據(jù)網(wǎng)絡(luò)分析儀的設(shè)置，用合適的低阻值電阻替換。電阻兩端設(shè)有測試點(diǎn)，方便進(jìn)行測量。此外，如果用戶希望減少由于寄生電感和電容諧振導(dǎo)致的LX引腳過沖，可安裝R3、R4、C10和C12。
四、元件布局
評估模塊的元件布局包括頂層、中間層1、中間層2和底層，具體布局圖分別如圖4 - 1、圖4 - 2、圖4 - 3、圖4 - 4和圖4 - 5所示。合理的元件布局對于保證模塊的性能和穩(wěn)定性至關(guān)重要，大家在實(shí)際設(shè)計(jì)中可以參考這些布局圖。
五、測試設(shè)置條件
5.1 接口描述和跳線位置
Vin的輸入范圍為4.5V - 16V。測試點(diǎn)中，黑色代表GND，白色代表各個(gè)輸出、反饋、電源正常信號和(V_{IN})，所有標(biāo)記都在PCB上。
5.2 跳線設(shè)置
| 跳線編號 | 功能 | 位置 | 注釋 |
|---|---|---|---|
| JP6 | Buck1使能（EN1） | 若要禁用轉(zhuǎn)換器，將跳線連接到GND；若要進(jìn)行排序，則不安裝跳線。根據(jù)測試要求安裝 | 正常運(yùn)行時(shí)必須根據(jù)測試要求安裝 |
| JP15 | Buck2使能（EN2） | 若要禁用轉(zhuǎn)換器，將跳線連接到GND；若要進(jìn)行排序，則不安裝跳線。根據(jù)測試要求安裝 | 正常運(yùn)行時(shí)必須根據(jù)測試要求安裝 |
| JP20 | LOW_P | 若需要進(jìn)行低功耗模式測試，應(yīng)連接V3V。低功耗：電源節(jié)省模式開啟/關(guān)閉 | |
| JP24 | PGOOD | 將PGOOD信號拉至內(nèi)部3V3軌或接地 | 根據(jù)測試要求安裝 |
5.3 測試點(diǎn)及位置
| Buck轉(zhuǎn)換器的輸出為白色，并有標(biāo)簽以便于定位。每個(gè)測試點(diǎn)附近都有黑色的接地測試點(diǎn)，方便進(jìn)行數(shù)字電壓表（DVM）測量或使用金屬外露的示波器探頭，以減少共模噪聲測量。所有測試點(diǎn)的信息如下表所示： | 測試點(diǎn) | 測試名稱 | 信號 | 顏色 | 注釋 |
|---|---|---|---|---|---|
| TP1, TPS, TP3, TP4, TP5 | GND | 接地 | 黑色 | ||
| TP8 | VIN | 輸入電源 | 白色 | ||
| TP9, TP9A | VOUT1 | Buck1輸出 | 白色 | ||
| TP9B | Buck1增益 - 相位測量輸入 | 白色 | 通常不使用 | ||
| TP11, TP11A | VOUT2 | Buck2輸出 | 白色 | ||
| TP11B | Buck2增益 - 相位測量輸入 | 白色 | 通常不使用 | ||
| TP20 | Low_P | 低功耗輸入 | 白色 | ||
| TP24 | PGOOD（開漏連接到Buck1輸出） | 電源正常 | 白色 |
六、電源啟動流程
- 確定啟用或禁用的轉(zhuǎn)換器：通過正確連接相應(yīng)的跳線來確定哪些轉(zhuǎn)換器需要啟用或禁用。
- 施加直流電壓：將直流電壓施加到跳線J8上，極性在絲印上有明確標(biāo)記。
- 驗(yàn)證電源啟動：通過輸出電壓驗(yàn)證相關(guān)轉(zhuǎn)換器是否已上電。整個(gè)啟動過程將在不到100 ms內(nèi)完成。所有轉(zhuǎn)換器輸出達(dá)到標(biāo)稱電壓的90%后32 ms，PGOOD信號將被置為高電平。
- 施加負(fù)載：將負(fù)載施加到輸出連接器（J9和J11）上。
七、物料清單
| 物料清單詳細(xì)列出了評估模塊所使用的各種元件，包括電容、電阻、電感、接口、測試點(diǎn)和芯片等，具體信息如下表所示： | 項(xiàng)目 | 數(shù)量 | 標(biāo)識符 | 值 | 封裝 | 制造商 | 制造商部件編號 | 供應(yīng)商部件編號 | 描述 |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 1 | 2 | C2A, C18a | 100 pF 50 V | 0603 SMD | Panasonic - ECG | ECJ - 1VC1H101J | PCC101ACVDKR - ND | 陶瓷電容 | |
| 2 | 2 | C7, C14 | 47 nF | 0603 | Panasonic - ECG | ECJ - 1VB1E473K | PCC1771DKR - ND | 47000 pF 25 V CERM X7R 0603 | |
| 3 | 2 | C8, C13 | 10 μF | 1210 | Murata Electroics North America | GRM32ER7YA1 06KA12L | 490 - 5314 - 6 - ND | 35 V X7R 10% 1210陶瓷電容 | |
| ... | ... | ... | ... | ... | ... | ... | ... | ... |
大家在實(shí)際使用時(shí)，可根據(jù)物料清單準(zhǔn)備相應(yīng)的元件。
八、修訂歷史
文檔從2011年6月的版本開始，經(jīng)歷了多次修訂。從2015年11月的A版本到2021年5月的B版本，更新了用戶指南標(biāo)題，并更新了文檔中表格、圖形和交叉引用的編號格式；從2011年6月的版本到2015年11月的A版本，更新了原理圖圖像。
通過以上對TPS65253 Buck轉(zhuǎn)換器評估模塊的介紹，相信大家對該模塊有了更深入的了解。在實(shí)際設(shè)計(jì)中，大家可以根據(jù)這些信息進(jìn)行合理的設(shè)計(jì)和測試。你在使用該模塊時(shí)遇到過哪些問題呢？歡迎在評論區(qū)分享。
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