TPS53515降壓轉(zhuǎn)換器評(píng)估模塊使用指南

作為電子工程師，在電源設(shè)計(jì)中，選擇合適的降壓轉(zhuǎn)換器評(píng)估模塊至關(guān)重要。今天就來和大家分享一下德州儀器（TI）的TPS53515降壓轉(zhuǎn)換器評(píng)估模塊（EVM）。這個(gè)模塊可以幫助我們更好地了解和評(píng)估TPS53515設(shè)備的性能。

文件下載：TPS53515EVM-587.pdf

一、模塊概述

TPS53515EVM - PWR587評(píng)估模塊采用了TPS53515設(shè)備，它是一款具有集成MOSFET的D - CAP3?模式、12 - A同步降壓轉(zhuǎn)換器。該設(shè)備能夠從12 - V輸入總線提供高達(dá)12 A的固定1.2 - V輸出。

二、典型應(yīng)用與特性

2.1 典型應(yīng)用

這個(gè)評(píng)估模塊適用于多種場(chǎng)景，包括服務(wù)器和存儲(chǔ)設(shè)備、工作站和桌面電腦以及電信基礎(chǔ)設(shè)施等。在這些應(yīng)用中，穩(wěn)定的電源供應(yīng)是關(guān)鍵，而TPS53515EVM - PWR587正好可以滿足需求。

2.2 特性

• 輸出電流：具備12 - A的直流穩(wěn)態(tài)輸出電流，能夠滿足大多數(shù)低電壓應(yīng)用的負(fù)載需求。
• 預(yù)偏置輸出電壓支持：在啟動(dòng)時(shí)支持預(yù)偏置輸出電壓，這對(duì)于一些需要特定啟動(dòng)條件的系統(tǒng)非常有用。
• 跳線設(shè)置：通過跳線J2實(shí)現(xiàn)使能功能；跳線J5可用于自動(dòng)跳過和強(qiáng)制連續(xù)導(dǎo)通模式（FCCM）的選擇；跳線J7則可提供額外的5 - V輸入，以達(dá)到進(jìn)一步節(jié)能的目的。
• 測(cè)試點(diǎn)：提供了方便的測(cè)試點(diǎn)，便于探測(cè)關(guān)鍵波形，幫助我們更好地評(píng)估設(shè)備性能。

三、電氣性能規(guī)格

3.1 輸入特性

• 電壓范圍：輸入電壓范圍為5 - 18 V，最大輸入電流在VIN = 5 V、IO = 8 A時(shí)為2.5 A，無負(fù)載輸入電流在VIN = 12 V、IO = 0 A且處于自動(dòng)跳過模式時(shí)為1 mA。

  3.2 輸出特性

• 輸出電壓：固定為1.2 V，在FCCM模式下，線路調(diào)節(jié)率（VIN = 5 V – 14 V）為0.2%，負(fù)載調(diào)節(jié)率（VIN = 12 V，IO = 0 A – 8 A）為0.5%，輸出電壓紋波在VIN = 12 V、IO = 8 A且處于FCCM模式時(shí)為10 mVpp。
• 輸出負(fù)載電流：范圍為0 - 12 A，輸出過電流為15 A，軟啟動(dòng)時(shí)間為1 ms。

  3.3 系統(tǒng)特性

• 開關(guān)頻率：在VIN = 12 V、1.2 V / 4 A時(shí)為1000 kHz。
• 效率：峰值效率在VIN = 12 V、1.2 V / 8 A時(shí)為88.5%，滿載效率為86.9%。
• 工作溫度：為25 °C。

四、測(cè)試設(shè)置

4.1 測(cè)試設(shè)備

• 示波器：用于測(cè)量輸出紋波，需設(shè)置為1 - MΩ阻抗、20 - MHz帶寬、交流耦合、1 - μs / 格水平分辨率、20 - mV / 格垂直分辨率。通過將示波器探頭尖端穿過TP7并將接地桶放在TP9來測(cè)量輸出紋波電壓。
• 電壓源：輸入電壓源VIN必須是0到14 - V的可變直流源，能夠提供10 ADC。將VIN連接到J1。
• 萬(wàn)用表：V1用于測(cè)量TP1（VIN）和TP4（GND）之間的輸入電壓；V2用于測(cè)量TP7（VOUT）和TP9（GND）之間的輸出電壓。
• 輸出負(fù)載：必須是能夠在1.2 V下提供0到15 ADC的電子恒阻模式負(fù)載。

4.2 推薦測(cè)試設(shè)置

在連接直流輸入源VIN之前，建議將源電流限制在最大10 A，并確保VIN初始設(shè)置為0 V。連接電壓表V1測(cè)量輸入電壓，連接負(fù)載到J3并設(shè)置為恒阻模式，連接電壓表V2測(cè)量輸出電壓。

五、配置選項(xiàng)

5.1 開關(guān)頻率選擇

開關(guān)頻率可以通過改變R3和R4的值來調(diào)整，默認(rèn)設(shè)置為1 MHz。不同的電阻組合對(duì)應(yīng)不同的開關(guān)頻率，具體可參考文檔中的表格。

5.2 模式選擇

通過J5設(shè)置模式，有多種模式可供選擇，如FCCM（強(qiáng)制連續(xù)導(dǎo)通模式）和自動(dòng)跳過模式，每種模式又有不同的RC時(shí)間常數(shù)設(shè)置。

5.3 VDD引腳電源選擇

通過J7可以啟用和禁用控制器，VDD引腳輸入電壓范圍為4.5 V到25 V。默認(rèn)設(shè)置是VDD引腳通過R19連接到VIN引腳。

六、測(cè)試程序

6.1 線路和負(fù)載調(diào)節(jié)以及效率測(cè)量程序

按照測(cè)試設(shè)置進(jìn)行EVM設(shè)置，確保負(fù)載設(shè)置為恒阻模式且電流為0 ADC，配置好所有跳線。增加VIN從0到12 V，移除J2上的跳線以啟用控制器，測(cè)量VOUT電壓。在不同的負(fù)載和輸入電壓下測(cè)試VOUT的調(diào)節(jié)情況，最后關(guān)閉轉(zhuǎn)換器。

6.2 控制環(huán)路增益和相位測(cè)量程序

在反饋回路中使用10 - Ω的串聯(lián)電阻進(jìn)行環(huán)路響應(yīng)分析。連接隔離變壓器和測(cè)量探頭，注入信號(hào)并改變頻率來測(cè)量控制環(huán)路增益和相位裕度。在進(jìn)行其他測(cè)量之前，需斷開隔離變壓器。

6.3 測(cè)試點(diǎn)列表

文檔中列出了各個(gè)測(cè)試點(diǎn)的名稱和功能，如TP1用于測(cè)量轉(zhuǎn)換器輸入電源電壓，TP7用于測(cè)量輸出電壓等。

6.4 設(shè)備關(guān)機(jī)

關(guān)機(jī)時(shí)，先關(guān)閉負(fù)載，再關(guān)閉VIN。

七、EVM組裝圖和PCB布局

該評(píng)估模塊采用六層、2 - oz銅電路板設(shè)計(jì)，文檔中提供了多個(gè)層的組裝圖和銅層圖，幫助我們了解其內(nèi)部結(jié)構(gòu)。

八、物料清單

文檔詳細(xì)列出了評(píng)估模塊的物料清單，包括電容、電阻、電感、芯片等各個(gè)元件的型號(hào)、數(shù)量和制造商等信息。

通過對(duì)TPS53515降壓轉(zhuǎn)換器評(píng)估模塊的介紹，我們可以看到它在低電壓應(yīng)用中的優(yōu)勢(shì)和靈活性。在實(shí)際設(shè)計(jì)中，我們可以根據(jù)具體需求進(jìn)行配置和測(cè)試，以滿足不同的應(yīng)用場(chǎng)景。大家在使用過程中有沒有遇到過類似模塊的一些特殊問題呢？歡迎在評(píng)論區(qū)分享交流。