Texas Instruments TPS82740x EVM使用指南

一、引言

在電池供電的便攜式應(yīng)用領(lǐng)域，高效、低功耗的電源管理解決方案至關(guān)重要。Texas Instruments的TPS82740x系列高頻、同步降壓DC - DC轉(zhuǎn)換器就是這樣一款優(yōu)秀的產(chǎn)品。本文將詳細(xì)介紹TPS82740xEVM - 617評估模塊，幫助電子工程師更好地了解和使用該產(chǎn)品。

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二、TPS82740x器件概述

2.1 產(chǎn)品特性

• 寬輸入電壓范圍：輸入電壓范圍為2.2 V至5.5 V，能適應(yīng)多種電源供電情況。
• 可調(diào)輸出電壓：TPS82740A的輸出電壓可在1.8 V至2.5 V之間設(shè)置，TPS82740B則可在2.6 V至3.3 V之間設(shè)置，滿足不同負(fù)載的電壓需求。
• 超低靜態(tài)電流：典型靜態(tài)電流僅360 nA，有助于延長電池續(xù)航時間，非常適合低功耗應(yīng)用。
• 高輸出電流：能夠提供高達(dá)200 mA的輸出電流，可驅(qū)動多種負(fù)載。
• 集成負(fù)載開關(guān)：集成了壓擺率控制的負(fù)載開關(guān)，方便控制負(fù)載的通斷。
• RF友好的DCS控制：采用RF友好的DCS控制，減少對射頻信號的干擾。

2.2 應(yīng)用場景

• 無線通信：適用于藍(lán)牙低功耗（Bluetooth? low energy）、RF4CE、ZigBee?等無線通信協(xié)議的設(shè)備。
• 可穿戴電子設(shè)備：如智能手表、手環(huán)等，其低功耗特性有助于延長設(shè)備的使用時間。
• 能量收集系統(tǒng)：在能量收集應(yīng)用中，能夠高效地管理和轉(zhuǎn)換能量。

三、TPS82740xEVM - 617評估模塊

3.1 原理圖

評估模塊的原理圖展示了各個組件之間的連接關(guān)系，為工程師提供了電路設(shè)計的參考。需要注意的是，原理圖僅供參考，具體參數(shù)值可查看物料清單。

3.2 連接器和測試點說明

3.2.1 J1輸入連接器

• 引腳1和2（VIN）：連接輸入電源的正極，輸入電源需連接在這兩個引腳與引腳5和6（GND）之間。為減少干擾，應(yīng)將連接輸入電源的導(dǎo)線扭絞并盡量縮短長度，輸入電壓必須在2.2 V至5.5 V之間。
• 引腳3（Input Sense VIN）：用于直接測量靠近設(shè)備的輸入電容上的輸入電壓，可連接四線制電源和傳感電源，連接傳感連接器的導(dǎo)線也需扭絞。
• 引腳4（Input Sense GND）：用于測量靠近設(shè)備輸入的地電位，同樣可連接四線制電源和傳感電源，導(dǎo)線扭絞處理。
• 引腳5和6（GND）：輸入電源的返回連接端，與引腳1和2（VIN）配合連接輸入電源。

3.2.2 J2輸出連接器

• 引腳1和2（VOUT）：輸出電壓的正極連接端，負(fù)載應(yīng)連接在這兩個引腳與引腳5和6（GND）之間。
• 引腳3（Output Sense VOUT）：用于直接測量輸出電容上的輸出電壓。
• 引腳4（Output Sense GND）：用于測量靠近設(shè)備輸出的地電位。
• 引腳5和6（GND）：輸出電壓的返回連接端。

3.2.3 J3負(fù)載連接器

• 引腳1和2（LOAD）：負(fù)載電壓的正極連接端，負(fù)載連接在這兩個引腳與引腳5和6（GND）之間。
• 引腳3（Output Sense LOAD）：用于直接測量輸出電容上的輸出電壓。
• 引腳4（Output Sense GND）：用于測量靠近設(shè)備輸出的地電位。
• 引腳5和6（GND）：輸出電壓的返回連接端。

3.2.4 其他連接器

• J4（SMA輸入連接器）：連接到轉(zhuǎn)換器的輸入電壓，可使用頻譜分析儀輕松分析輸入電壓的噪聲頻譜。默認(rèn)情況下，該連接器未安裝在評估模塊上。
• J5（SMA輸出連接器）：連接到轉(zhuǎn)換器的輸出電壓，用于分析輸出電壓的噪聲頻譜，默認(rèn)未安裝。
• J6（SMA負(fù)載連接器）：連接到轉(zhuǎn)換器的負(fù)載開關(guān)電壓，可分析輸出電壓的噪聲頻譜，默認(rèn)未安裝。

3.2.5 跳線

• JP1（Enable Jumper）：跨接引腳EN和ON可將EN引腳連接到VIN，使能設(shè)備；跨接引腳EN和OFF可將EN引腳連接到GND，禁用設(shè)備。
• JP2（CTRL，Load Switch Control Jumper）：跨接引腳ON和CTRL可將CTRL引腳連接到VIN，啟用內(nèi)部負(fù)載開關(guān)；跨接引腳OFF和CTRL可將CTRL引腳連接到GND，禁用內(nèi)部負(fù)載開關(guān)。
• JP3（VSEL1、VSEL2、VSEL3，輸出電壓選擇引腳）：通過跨接相應(yīng)引腳與HIGH或LOW，可設(shè)置VSEL1、VSEL2、VSEL3引腳的高低電平，從而選擇輸出電壓。

3.3 組裝圖和布局

評估模塊采用四層印刷電路板（PCB）設(shè)計，所有組件位于電路板的頂層有源區(qū)域。對于空間受限的系統(tǒng)，可以將組件移到電路板的兩側(cè)或使用額外的內(nèi)部層，以進(jìn)一步減小尺寸。相關(guān)的組裝圖包括組件布局圖、頂層銅箔圖、內(nèi)層銅箔圖和底層銅箔圖等，為工程師提供了詳細(xì)的物理布局信息。

3.4 物料清單

物料清單詳細(xì)列出了評估模塊所使用的各種組件，包括電容、電阻、連接器、芯片等的數(shù)量、參考編號、值、描述、尺寸、部件編號和制造商等信息。例如，電容C1為100uF的陶瓷電容，耐壓6.3V，X5R材質(zhì)，尺寸為1210，部件編號為GRM32ER60J107ME20L，制造商為muRata；芯片U1有TPS82740A和TPS82740B兩種可選，均為200 - mA、360nA Iq的降壓轉(zhuǎn)換器，封裝為SIP - 9。

四、使用注意事項

4.1 評估模塊使用范圍

評估模塊僅用于實驗室和開發(fā)環(huán)境中的可行性評估，一般并非成品，不適合普通消費者使用。用戶必須是熟悉電氣機(jī)械組件、系統(tǒng)和子系統(tǒng)操作風(fēng)險的技術(shù)合格電子專家。

4.2 安全操作

• 遵守規(guī)格：用戶應(yīng)在TI推薦的規(guī)格和環(huán)境條件下操作評估模塊，超出規(guī)定的額定值（如輸入和輸出電壓、電流、功率和環(huán)境范圍）可能導(dǎo)致財產(chǎn)損失、人身傷害甚至死亡。
• 閱讀文檔：在操作評估模塊之前，用戶必須閱讀用戶指南和所有相關(guān)文檔，其中包含重要的安全信息，如溫度和電壓限制。
• 負(fù)載連接：連接負(fù)載時，應(yīng)確保負(fù)載在規(guī)定的輸出范圍內(nèi)，否則可能導(dǎo)致意外或不準(zhǔn)確的操作，甚至對評估模塊和接口電子設(shè)備造成永久性損壞。
• 高溫注意：正常運行時，一些電路組件（如線性穩(wěn)壓器、開關(guān)晶體管、功率晶體管和電流檢測電阻）的外殼溫度可能超過60°C，使用測量探頭時需注意避免燙傷。

4.3 法律和合規(guī)要求

• 射頻法規(guī)：評估模塊可能受特定國家的射頻法規(guī)約束。對于不包含無線電的評估模塊，雖未針對FCC或ICES - 003規(guī)則進(jìn)行合規(guī)測試，但使用時若產(chǎn)生干擾，用戶需自行采取措施糾正。對于包含無線電的評估模塊，用戶必須在合法分配的頻率和功率限制內(nèi)使用，并遵守當(dāng)?shù)氐臒o線電頻譜分配和功率限制法律。
• 日本使用要求：進(jìn)入日本的評估模塊未獲得TI符合日本無線電法技術(shù)法規(guī)的認(rèn)證。用戶在日本使用時，需在屏蔽室或指定測試設(shè)施中使用，或獲得實驗電臺許可證，或獲得技術(shù)法規(guī)合規(guī)認(rèn)證。同時，轉(zhuǎn)讓評估模塊時需向受讓方提供相同通知，否則可能面臨日本無線電法的處罰。

五、總結(jié)

TPS82740xEVM - 617評估模塊為電子工程師提供了一個便捷的平臺，用于評估和測試TPS82740x系列DC - DC轉(zhuǎn)換器的性能。通過了解評估模塊的特性、連接器和測試點說明、組裝圖和布局以及物料清單等信息，工程師可以更好地利用該模塊進(jìn)行電路設(shè)計和開發(fā)。同時，嚴(yán)格遵守使用注意事項和相關(guān)法規(guī)要求，確保安全、合規(guī)地使用評估模塊。你在使用這個評估模塊的過程中遇到過哪些問題呢？歡迎在評論區(qū)分享交流。