TPS51220 Buck控制器評(píng)估模塊使用指南

在電子設(shè)計(jì)領(lǐng)域，電源管理模塊的性能和穩(wěn)定性至關(guān)重要。TPS51220 Buck控制器評(píng)估模塊為工程師提供了一個(gè)便捷的平臺(tái)，用于測(cè)試和評(píng)估TPS51220芯片的性能。下面將從多個(gè)方面詳細(xì)介紹該評(píng)估模塊。

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一、TPS51220芯片概述

TPS51220是一款雙路、峰值電流模式、同步降壓控制器，還集成了三個(gè)低壓差（LDO）穩(wěn)壓器。它專為5 - V / 3.3 - V筆記本系統(tǒng)電源設(shè)計(jì)，具有99%的占空比，能有效應(yīng)用于2 - 4節(jié)鋰離子電池供電的設(shè)備。該芯片支持高效、快速瞬態(tài)響應(yīng)和99%占空比操作，提供無(wú)損電流檢測(cè)（DCR電流檢測(cè)）和電阻檢測(cè)兩種方式，輸入電壓范圍為4.5 V - 30 V，輸出電壓范圍為1 V - 12 V。此外，它還具備無(wú)干擾切換到開(kāi)關(guān)電源（SMPS）的功能，2 - V參考電壓具有100 - μA的驅(qū)動(dòng)能力。

二、電氣性能

輸入與輸出參數(shù)

從這些參數(shù)可以看出，TPS51220在不同輸入電壓下能穩(wěn)定輸出所需的電壓和電流，并且紋波電壓控制在較低水平，為后續(xù)的電路設(shè)計(jì)提供了良好的基礎(chǔ)。

三、測(cè)試設(shè)置與流程

測(cè)試設(shè)置

需要將測(cè)試設(shè)備與HPA302 - EVM板按照特定方式連接，如示波器、電子負(fù)載、數(shù)字萬(wàn)用表等，具體連接方式可參考文檔中的圖4 - 1。

測(cè)試流程

1. 確保開(kāi)關(guān)S1（EN1）、S2（EN2）和S3（EN）處于關(guān)閉狀態(tài)。
2. 設(shè)置跳線：JP1（TRIP）設(shè)置為7 - 8引腳（VREG5；Vocl = 60 mV，放電啟用），JP2（FUNC）設(shè)置為1 - 2引腳（GND；UVP/OVP啟用），JP3和JP4設(shè)置為3 - 4引腳（VREF2；自動(dòng)跳過(guò)）。
3. 向VIN和GNDI端子施加合適的VIN電壓，檢查VREG3（3.3V - LDO）是否啟動(dòng)。
4. 打開(kāi)S3（EN），檢查VREG5（5V - LDO）和VREF2（2V - Ref）是否啟動(dòng)。
5. 打開(kāi)S1（EN1），CH1輸出啟動(dòng)。
6. 打開(kāi)S2（EN2），CH2輸出啟動(dòng)。

嚴(yán)格按照這個(gè)流程進(jìn)行測(cè)試，可以確保評(píng)估模塊正常工作，同時(shí)也能準(zhǔn)確獲取芯片的性能數(shù)據(jù)。

四、配置選項(xiàng)

1. 開(kāi)關(guān)頻率選擇

可以通過(guò)RF電阻（R15）設(shè)置開(kāi)關(guān)頻率，也可以向EVM的RF引腳施加外部時(shí)鐘。默認(rèn)設(shè)置是使用RF電阻設(shè)置為280 - kHz。

2. 跳過(guò)模式和控制方案選擇

通過(guò)EVM上的JP3和JP4設(shè)置SKIPSEL1,2引腳來(lái)選擇跳過(guò)模式，默認(rèn)設(shè)置為自動(dòng)跳過(guò)。不同的跳線設(shè)置對(duì)應(yīng)不同的模式，如CCM、自動(dòng)跳過(guò)、OOA（<400 - kHz）和OOA（>400 - kHz）。

3. 電流檢測(cè)選擇

可以通過(guò)EVM上的一些電阻設(shè)置電流檢測(cè)方案，默認(rèn)設(shè)置為電感DCR檢測(cè)。對(duì)于CH1和CH2，不同的電阻組合對(duì)應(yīng)不同的檢測(cè)方式，如電感DCR檢測(cè)和外部電阻檢測(cè)。

4. 過(guò)流限制和放電選擇

通過(guò)EVM上的JP1設(shè)置TRIP引腳來(lái)選擇過(guò)流限制閾值和放電功能，默認(rèn)設(shè)置為60 mV且放電啟用。

5. 控制模式和保護(hù)選擇

通過(guò)EVM上的JP2設(shè)置FUNC引腳來(lái)選擇控制模式和保護(hù)功能，默認(rèn)設(shè)置為電流模式且UVP/OVP啟用。

6. 軟啟動(dòng)設(shè)置選擇

通過(guò)EVM上的ENx引腳使用一些電容來(lái)設(shè)置輸出電壓軟啟動(dòng)時(shí)間，默認(rèn)設(shè)置為集成軟啟動(dòng)。

7. 輸出電壓調(diào)整

通過(guò)改變CH1的R2、R3和R5以及CH2的R21、R23和R24來(lái)編程輸出電壓，默認(rèn)設(shè)置為CH1為5 V，CH2為3.3 V。

這些豐富的配置選項(xiàng)為工程師提供了靈活的設(shè)計(jì)空間，可以根據(jù)具體的應(yīng)用需求進(jìn)行調(diào)整。

五、物料清單

文檔中詳細(xì)列出了評(píng)估模塊所需的各種元器件，包括電容、電感、MOSFET、電阻、開(kāi)關(guān)、跳線等，以及它們的型號(hào)、數(shù)量和制造商等信息。這為工程師進(jìn)行物料采購(gòu)和模塊組裝提供了明確的指導(dǎo)。

六、EVM組裝圖和PCB布局

文檔提供了評(píng)估模塊的組裝圖和PCB布局圖，包括頂層、內(nèi)層和底層的布局。這些圖有助于工程師了解模塊的結(jié)構(gòu)和布線，對(duì)于后續(xù)的設(shè)計(jì)優(yōu)化和故障排查有很大幫助。

七、參考資料

提供了相關(guān)的數(shù)據(jù)手冊(cè)，如TPS51220和TPS51221的固定頻率、99%占空比峰值電流模式筆記本系統(tǒng)電源控制器數(shù)據(jù)手冊(cè)，方便工程師進(jìn)一步深入了解芯片的技術(shù)細(xì)節(jié)。

八、修訂歷史

記錄了從2011年5月的A版本到2022年2月的B版本的修訂內(nèi)容，主要包括文檔中表格、圖形和交叉引用的編號(hào)格式更新以及用戶指南標(biāo)題的更新。

在實(shí)際的電子設(shè)計(jì)中，工程師可以根據(jù)上述內(nèi)容，結(jié)合具體的應(yīng)用場(chǎng)景，對(duì)TPS51220 Buck控制器評(píng)估模塊進(jìn)行合理的配置和測(cè)試，以滿足不同的電源管理需求。大家在使用過(guò)程中有沒(méi)有遇到過(guò)一些特殊的問(wèn)題呢？歡迎在評(píng)論區(qū)分享交流。