TPS54525降壓轉(zhuǎn)換器評(píng)估模塊使用指南

在電子設(shè)計(jì)領(lǐng)域，降壓轉(zhuǎn)換器是非常重要的組件，它能將較高的輸入電壓轉(zhuǎn)換為較低的輸出電壓，以滿足不同電子設(shè)備的需求。德州儀器（Texas Instruments）的TPS54525降壓轉(zhuǎn)換器評(píng)估模塊（TPS54525EVM - 608）就是這樣一款值得關(guān)注的產(chǎn)品。下面將結(jié)合相關(guān)文檔，為大家詳細(xì)介紹這款評(píng)估模塊。

文件下載：TPS54525EVM-608.pdf

一、TPS54525概述

TPS54525是一款單通道、自適應(yīng)導(dǎo)通時(shí)間、D - CAP2?模式的同步降壓轉(zhuǎn)換器，它所需的外部組件數(shù)量極少。其D - CAP2?控制電路針對(duì)低等效串聯(lián)電阻（ESR）輸出電容器（如POSCAP、SP - CAP或陶瓷類型）進(jìn)行了優(yōu)化，具有快速瞬態(tài)響應(yīng)，且無需外部補(bǔ)償。開關(guān)頻率內(nèi)部設(shè)定為標(biāo)稱650 kHz，高側(cè)和低側(cè)開關(guān)MOSFET以及柵極驅(qū)動(dòng)電路都集成在TPS54525封裝內(nèi)。MOSFET的低漏源導(dǎo)通電阻使TPS54525能夠?qū)崿F(xiàn)高效率，并有助于在高輸出電流時(shí)保持較低的結(jié)溫。該轉(zhuǎn)換器設(shè)計(jì)用于從4.5 V至18 V的輸入電壓源提供高達(dá)5.5 A的輸出，輸出電壓范圍為0.76 V至5.5 V。

二、評(píng)估模塊性能規(guī)格

三、模塊修改

輸出電壓設(shè)定點(diǎn)

若要更改評(píng)估模塊的輸出電壓，需要改變電阻R1的值。通過以下公式可計(jì)算特定輸出電壓對(duì)應(yīng)的R1值：

• 輸出電壓從0.76 V到2.5 V：(V_O = 0.765 times (1 + frac{R_1}{R_2}))
• 輸出電壓超過2.5 V：(V_O = (0.763 + 0.0017 × V_O) times (1 + frac{R_1}{R_2}))

對(duì)于1.8 V及以上的較高輸出電壓，可能需要一個(gè)前饋電容器（C2）來改善相位裕度，印刷電路板上提供了該組件（C2）的焊盤。

四、測(cè)試設(shè)置與結(jié)果

輸入/輸出連接

TPS54525EVM - 608配備了輸入/輸出連接器和測(cè)試點(diǎn)。必須通過一對(duì)20 AWG電線將能夠提供2 A的電源連接到J1，負(fù)載通過一對(duì)20 AWG電線連接到J2，最大負(fù)載電流能力為2 A。應(yīng)盡量縮短電線長(zhǎng)度以減少電線中的損耗。測(cè)試點(diǎn)TP1用于監(jiān)測(cè)VIN輸入電壓，TP2作為接地參考；TP7用于監(jiān)測(cè)輸出電壓，TP8作為接地參考。

啟動(dòng)程序

1. 確保JP1（使能控制）的跳線設(shè)置為從EN到OFF。
2. 將適當(dāng)?shù)腣IN電壓施加到J1的VIN和PGND端子。
3. 將JP1（使能控制）的跳線移動(dòng)到覆蓋EN和ON，評(píng)估模塊將啟用輸出電壓。

各項(xiàng)測(cè)試結(jié)果

• 效率：在環(huán)境溫度為25°C時(shí)，不同輸入電壓下的效率曲線展示了該評(píng)估模塊在不同輸出電流下的效率表現(xiàn)。從曲線中可以看出，隨著輸出電流的增加，效率會(huì)有所變化，并且不同輸入電壓下的效率也存在差異。
• 負(fù)載調(diào)節(jié)：負(fù)載調(diào)節(jié)曲線顯示了輸出電壓隨輸出電流變化的偏差情況。在不同輸入電壓下，輸出電壓的偏差在一定范圍內(nèi)波動(dòng)。
• 線路調(diào)節(jié)：線路調(diào)節(jié)曲線展示了輸出電壓隨輸入電壓變化的偏差情況，當(dāng)輸出電流為2.5 A時(shí)，輸出電壓偏差與輸入電壓之間存在一定的關(guān)系。
• 負(fù)載瞬態(tài)響應(yīng)：當(dāng)電流從1.25 A階躍到3.75 A時(shí)，展示了輸出電壓的總峰 - 峰電壓變化情況。
• 輸出電壓紋波：在額定滿載5.5 A輸出電流時(shí)，展示了輸出電壓的紋波情況。
• 輸入電壓紋波：同樣在額定滿載5.5 A輸出電流時(shí)，展示了輸入電壓的紋波情況。
• 啟動(dòng)：分別展示了相對(duì)于VIN和使能（EN）的啟動(dòng)波形。

五、電路板布局

布局特點(diǎn)

• 頂層：包含VIN、VO和接地的主要電源走線，還有TPS54525引腳的連接以及大面積的接地填充。許多信號(hào)走線也位于頂層，輸入去耦電容器盡可能靠近IC放置。輸入和輸出連接器、測(cè)試點(diǎn)以及大多數(shù)組件都位于頂層。
• 內(nèi)部層1：是一個(gè)分割平面，包含模擬和電源接地。
• 內(nèi)部層2：主要是電源接地，但也有VIN的填充區(qū)域和將VCC路由到使能控制跳線JP1的走線。
• 底層：主要是模擬接地，但也有通過R3將VIN連接到VCC的走線、電源良好信號(hào)的走線以及從VOUT到電壓設(shè)定點(diǎn)分壓網(wǎng)絡(luò)的反饋?zhàn)呔€。

六、原理圖、物料清單和參考資料

原理圖

提供了TPS54525EVM - 608的原理圖，清晰展示了各個(gè)組件之間的連接關(guān)系。

物料清單

詳細(xì)列出了評(píng)估模塊所使用的各種組件，包括電容、電阻、電感、連接器、測(cè)試點(diǎn)等的規(guī)格、數(shù)量、描述、尺寸、零件編號(hào)和制造商等信息。

參考資料

可參考TPS54525的單同步轉(zhuǎn)換器數(shù)據(jù)手冊(cè)，其中包含集成的高側(cè)和低側(cè)MOSFET相關(guān)信息。

七、修訂歷史

從2012年5月的版本到2021年8月的版本，對(duì)文檔中的表格、圖形和交叉引用的編號(hào)格式進(jìn)行了更新，同時(shí)更新了用戶指南的標(biāo)題，并對(duì)用戶指南進(jìn)行了編輯以提高清晰度。

在實(shí)際的電子設(shè)計(jì)中，我們可以根據(jù)這些信息對(duì)TPS54525EVM - 608評(píng)估模塊進(jìn)行合理的使用和調(diào)整。大家在使用過程中是否遇到過類似模塊的其他問題呢？歡迎在評(píng)論區(qū)分享交流。