德州儀器充電泵設(shè)備評(píng)估模塊（EVM）使用指南

一、引言

在電子設(shè)計(jì)領(lǐng)域，對(duì)于新的電子設(shè)備進(jìn)行評(píng)估是至關(guān)重要的一步。德州儀器（TI）推出的用于充電泵設(shè)備 REG710–25 到 REG710–5 的評(píng)估模塊（EVM），為設(shè)計(jì)師們提供了一個(gè)便捷的工具，能夠?qū)@些設(shè)備的不同模式和性能進(jìn)行評(píng)估。

文件下載：REG710EVM-33.pdf

TI 的 REG710 系列充電泵是專為單節(jié)鋰離子電池或兩節(jié)、三節(jié)鎳氫/堿性電池設(shè)計(jì)的穩(wěn)壓轉(zhuǎn)換器。不同型號(hào)的輸出電壓有所不同，如 REG710–25、REG710–27、REG710–3 和 REG710–33 能在輸入電壓 1.8 V 至 5.5 V 的范圍內(nèi)分別輸出 2.5 V、2.7 V、3.0 V 和 3.3 V 的電壓，而 REG710–5 在輸入電壓 2.7 V 至 5.5 V 時(shí)輸出 5.0 V 電壓。大家在設(shè)計(jì)時(shí)，要根據(jù)實(shí)際需求來(lái)選擇合適的型號(hào)，你是否在以往的設(shè)計(jì)中也有過(guò)根據(jù)電壓需求選擇芯片的經(jīng)歷呢？

二、設(shè)備基本操作

2.1 工作模式

除了 REG710–5 之外，REG710 系列充電泵以降壓/升壓的方式工作，能在整個(gè)輸入范圍內(nèi)產(chǎn)生穩(wěn)壓輸出。其內(nèi)部由開(kāi)關(guān)、振蕩器、帶隙基準(zhǔn)、比較器和模式控制電路組成。

2.2 工作原理

比較器會(huì)對(duì)輸出電壓的分壓進(jìn)行感應(yīng)，并將其與帶隙基準(zhǔn)電壓進(jìn)行比較。當(dāng)感應(yīng)到的輸出電壓小于帶隙基準(zhǔn)電壓時(shí)，充電泵開(kāi)始工作；當(dāng)感應(yīng)到的輸出電壓大于帶隙基準(zhǔn)電壓時(shí)，充電泵停止工作，通過(guò)這種脈沖頻率調(diào)制的方式來(lái)調(diào)節(jié)輸出電壓。模式控制電路則負(fù)責(zé)確定設(shè)備是需要工作在升壓模式還是降壓模式。 升壓模式下，泵電容從輸入端充電，然后連接到輸入和輸出之間；降壓模式下，泵電容連接到輸入和地之間，輸出電容從開(kāi)關(guān)接收電流脈沖。大家是否對(duì)這種巧妙的電壓調(diào)節(jié)方式感到很神奇呢？

三、EVM 描述

3.1 原理圖

EVM 板上為所有必要的信號(hào)都設(shè)置了單引腳連接器。要操作該板，需在 VIN 和 GND 之間連接一個(gè)合適電壓的電源。 在 EN 端可以添加一個(gè)上拉電阻，以確保設(shè)備在沒(méi)有向 EN 引腳施加信號(hào)的情況下也能啟動(dòng)。將 EN 連接到 GND 可以禁用設(shè)備，此時(shí) IC 的電源電流會(huì)降至小于 0.01 μA。不過(guò)需要注意的是，當(dāng)使用上拉電阻 R1 時(shí)，該電阻消耗的電流比設(shè)備本身還要多。如果要讓設(shè)備工作在低電流模式，就需要移除這個(gè)電阻。此外，為了方便使用，板上還額外添加了一個(gè) GND 引腳。 C4 到 C6 是 0805 尺寸的貼片電容封裝，它們對(duì)于設(shè)備的正常運(yùn)行并非必需，只是為了測(cè)試目的而添加的，可以用作測(cè)試點(diǎn)，也能通過(guò)并聯(lián)其他電容來(lái)輕松增加電容值。

3.2 布局

EVM 的組件僅放置在電路板的頂層，電路板采用單層金屬布線。EVM 的尺寸為 2 英寸 x 2 英寸，IC 和電容在 EVM 上所需的總空間僅約 0.08 平方英寸（約 52 平方毫米）。電容的布局經(jīng)過(guò)優(yōu)化，采用 0805 尺寸的焊盤(pán)，兼顧了空間和性能。大家在設(shè)計(jì)電路板布局時(shí)，是否也會(huì)像這樣優(yōu)先考慮空間利用和性能呢？

3.3 設(shè)置

為了讓 EVM 正常工作，需要按照以下步驟進(jìn)行設(shè)置：

1. 連接電源：在 VIN 和 GND 之間連接一個(gè)合適電壓的信號(hào)源（或電池組）。對(duì)于 REG710–25、27、3、33，輸入電壓需大于等于 1.8 V；對(duì)于 REG710–5，輸入電壓需大于等于 2.7 V。
2. 連接負(fù)載：在 VOUT 和 GND 之間連接負(fù)載。不同型號(hào)在不同輸入電壓下對(duì)負(fù)載電流有不同要求，例如 REG710–25、27、3、33 在輸入電壓大于等于 1.8 V 時(shí)，負(fù)載電流需小于等于 10 mA；REG710–5 在輸入電壓大于等于 2.7 V 時(shí)，負(fù)載電流需小于等于 10 mA 等。
3. 啟用或禁用設(shè)備：將 Venable 連接到 Vin 以啟用設(shè)備，連接到 GND 以禁用設(shè)備。也可以在板上放置一個(gè)可選的上拉電阻，以確保設(shè)備立即啟動(dòng)。

四、重要注意事項(xiàng)

4.1 輸入和輸出范圍

EVM 需要在 1.8 V 至 5.5 V 的輸入電壓范圍內(nèi)工作，輸出電流最大為 30 mA。超出指定的輸入范圍可能會(huì)導(dǎo)致 EVM 意外運(yùn)行和/或不可逆轉(zhuǎn)的損壞；連接超出指定輸出范圍的負(fù)載可能會(huì)導(dǎo)致意外運(yùn)行和/或可能對(duì) EVM 造成永久性損壞。如果對(duì)輸入或輸出范圍有疑問(wèn)，應(yīng)在連接電源或負(fù)載之前聯(lián)系 TI 現(xiàn)場(chǎng)代表。

4.2 其他注意事項(xiàng)

該評(píng)估套件僅用于工程開(kāi)發(fā)或評(píng)估目的，不適合商業(yè)使用，可能在設(shè)計(jì)、營(yíng)銷和/或制造相關(guān)的保護(hù)考慮方面不完整，包括最終產(chǎn)品中常見(jiàn)的產(chǎn)品安全措施。產(chǎn)品可能不符合歐盟電磁兼容性指令的技術(shù)要求，用戶收到的產(chǎn)品可能未通過(guò)監(jiān)管認(rèn)證（如 FCC、UL、CE 等）。由于產(chǎn)品的開(kāi)放式結(jié)構(gòu)，用戶有責(zé)任采取適當(dāng)?shù)撵o電放電預(yù)防措施。

相信通過(guò)對(duì)以上內(nèi)容的了解，大家對(duì) TI 的 REG710 充電泵 EVM 有了更全面的認(rèn)識(shí)。在實(shí)際設(shè)計(jì)中，合理運(yùn)用這些知識(shí)，能幫助我們更好地評(píng)估和使用這些設(shè)備。大家在使用類似評(píng)估模塊時(shí)有沒(méi)有遇到過(guò)一些特別的問(wèn)題呢？歡迎一起交流探討。