TLV61220EVM-120 低輸入電壓升壓轉(zhuǎn)換器評(píng)估模塊詳解

作為電子工程師，在電源設(shè)計(jì)中常常需要對(duì)升壓轉(zhuǎn)換器進(jìn)行評(píng)估和測(cè)試。今天就來深入探討一下德州儀器（Texas Instruments）的 TLV61220EVM - 120 低輸入電壓升壓轉(zhuǎn)換器評(píng)估模塊。這個(gè)評(píng)估模塊可以幫助我們更好地了解和使用 TLV61220 同步升壓轉(zhuǎn)換器，下面就從幾個(gè)關(guān)鍵方面來詳細(xì)介紹。

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一、模塊概述

TLV61220EVM - 120 評(píng)估模塊主要用于評(píng)估 TLV61220 升壓轉(zhuǎn)換器的性能。TLV61220 是一款可調(diào)輸出的升壓轉(zhuǎn)換器，輸出電壓可在 1.8V 至 5.5V 之間設(shè)置，而該評(píng)估模塊的輸出默認(rèn)設(shè)置為 3.3V。它采用 6 引腳、超薄 SOT - 23 封裝（DBV），輸入電壓范圍為 0.7V 至 5.5V，這使得它可以在單節(jié)到三節(jié)電池配置以及單節(jié)鋰離子電池供電的情況下正常工作。

二、模塊設(shè)置

1. 輸入輸出連接與跳線說明

• 輸入連接（J1 - J3）：將輸入源的正極連接到 Vin（J1），負(fù)極連接到 GND（J3）。
• 輸出連接（J4 - J6）：將負(fù)載的正極連接到 Vout（J4），負(fù)極連接到 GND（J6）。
• 使能引腳（JP1 - EN）：通過在 JP1 的 ON 和 EN 引腳之間放置短路跳線來啟用集成電路（IC），在 OFF 和 EN 引腳之間放置短路跳線則禁用 IC。即使沒有安裝跳線，也會(huì)使用上拉電阻來啟用 IC。
• 電壓感應(yīng)（J2 - J5）：這兩個(gè)連接器默認(rèn)未安裝，但如果需要對(duì)輸入或輸出電壓進(jìn)行非常精確的測(cè)量，可以安裝 J2 或 J5。

2. 輸出電壓修改

評(píng)估模塊的輸出電壓由 R1 和 R2 組成的電阻分壓器網(wǎng)絡(luò)設(shè)置。要改變輸出電壓，需要更改電阻值。可以使用公式 [R 1=R 2 (Vout / 0.5 - 1)] 來計(jì)算特定輸出電壓下 R1 的值。文檔中的表 1 列出了一些常見輸出電壓對(duì)應(yīng)的 R1 和 R2 值。

三、模塊操作

在操作 TLV61220EVM - 120 時(shí)，首先將正輸入電源連接到 Vin（J1）和 GND（J3），典型輸入電壓范圍為 0.7V 至 3.3V（針對(duì)特定輸出電壓配置），最大輸入電壓為 5.5V。然后將所需負(fù)載連接在 Vout（J4）和 GND（J6）之間，TLV61220 的最大輸出電流取決于輸入輸出轉(zhuǎn)換比和輸出電壓，具體可參考數(shù)據(jù)手冊(cè)。最后根據(jù)需要配置跳線 JP1，ON 為正常操作，OFF 則關(guān)閉設(shè)備，此時(shí)開關(guān)停止工作。需要注意的是，設(shè)備在關(guān)閉狀態(tài)下不會(huì)斷開輸入與輸出的連接，電壓會(huì)通過 TLV61220 的阻抗降低，且隨負(fù)載變化，輕負(fù)載時(shí)電壓降約為 700mV。

四、測(cè)試結(jié)果

1. 連續(xù)電流模式操作

在 1.2V 輸入電壓、1.8V 輸出電壓和 50mA 負(fù)載的條件下，測(cè)量了 TLV61220 在連續(xù)電流操作期間的輸出電壓紋波、SW 節(jié)點(diǎn)和電感電流，相關(guān)波形如圖 1 所示。

2. 不連續(xù)電流模式操作

在 1.2V 輸入電壓、1.8V 輸出電壓和 10mA 負(fù)載的條件下，測(cè)量了 TLV61220 在不連續(xù)電流操作期間的輸出電壓紋波、SW 節(jié)點(diǎn)和電感電流，波形如圖 2 所示。

3. 使能后啟動(dòng)

在 0.7V 輸入電壓、1.8V 輸出電壓和 12mA 負(fù)載的條件下，測(cè)量了 TLV61220 使能啟動(dòng)期間的輸出電壓、SW 節(jié)點(diǎn)電壓、使能信號(hào)和電感電流，波形如圖 3 所示。

4. 負(fù)載瞬態(tài)

在 1.2V 輸入電壓、3.3V 輸出電壓和 0mA 至 50mA 負(fù)載階躍的條件下，測(cè)量了輸出電壓的負(fù)載瞬態(tài)情況，波形如圖 4 所示。

5. 效率

圖 5 展示了在環(huán)境溫度為 25°C 時(shí)，輸入電壓分別為 0.7V、1.2V、1.5V 和 3V，輸出電壓設(shè)置為 3.3V 時(shí) TLV61220 的效率情況。

五、電路板布局

1. 布局描述

對(duì)于所有高頻開關(guān)模式電源來說，電路板布局至關(guān)重要。如果布局不當(dāng)，調(diào)節(jié)器可能會(huì)出現(xiàn)穩(wěn)定性問題和電磁干擾（EMI）問題。因此，主電流路徑和電源接地軌道應(yīng)使用寬而短的走線，輸入和輸出電容以及電感應(yīng)盡可能靠近 IC 放置，使用公共接地節(jié)點(diǎn)以減少接地噪聲的影響。文檔中的圖 6 至圖 8 展示了 TLV61220EVM - 120 PCB 的電路板布局。

2. 原理圖

圖 9 是 TLV61220 評(píng)估模塊的原理圖，從中可以清晰地看到各個(gè)元件之間的連接關(guān)系，有助于我們深入理解模塊的工作原理。

六、物料清單

文檔中的表 2 列出了 TLV61220 評(píng)估模塊的物料清單，包括電容、電感、電阻和集成電路等元件的具體信息，例如電容的容值、電感的感值、電阻的阻值等，這些信息對(duì)于我們進(jìn)行模塊的組裝和調(diào)試非常重要。

七、注意事項(xiàng)

1. 適用范圍

該評(píng)估模塊僅用于實(shí)驗(yàn)室/開發(fā)環(huán)境中的初步可行性評(píng)估，并非成品電氣設(shè)備，不適合普通消費(fèi)者使用。只有熟悉電氣機(jī)械組件、系統(tǒng)和子系統(tǒng)處理危險(xiǎn)和應(yīng)用風(fēng)險(xiǎn)的技術(shù)合格電子專家才能使用。

2. 用戶責(zé)任

用戶需要對(duì)產(chǎn)品的安全和合規(guī)負(fù)責(zé)，確保產(chǎn)品符合所有相關(guān)法律法規(guī)和監(jiān)管要求。同時(shí)，要采取合理的安全措施，避免因使用評(píng)估模塊而導(dǎo)致財(cái)產(chǎn)損失、人員傷亡等情況。

3. 法規(guī)合規(guī)

該評(píng)估模塊可能需要遵守聯(lián)邦通信委員會(huì)（FCC）和加拿大工業(yè)部（IC）的規(guī)則，不同情況有不同的合規(guī)要求和注意事項(xiàng)。在日本使用該產(chǎn)品時(shí)，需要遵守日本電波法的相關(guān)規(guī)定。

在使用 TLV61220EVM - 120 評(píng)估模塊時(shí)，我們需要仔細(xì)閱讀文檔，按照要求進(jìn)行設(shè)置、操作和測(cè)試，同時(shí)注意各種安全和法規(guī)問題。你在使用類似評(píng)估模塊時(shí)遇到過哪些問題呢？歡迎在評(píng)論區(qū)分享。