深入解析TPS62230EVM - 370評(píng)估模塊
在電子設(shè)計(jì)領(lǐng)域,評(píng)估模塊是工程師們驗(yàn)證和測(cè)試新器件性能的重要工具。今天,我們就來(lái)詳細(xì)探討一下德州儀器(Texas Instruments)的TPS62230EVM - 370評(píng)估模塊。
文件下載:TPS62230EVM-370.pdf
一、評(píng)估模塊概述
| TPS62230EVM - 370評(píng)估模塊主要用于幫助設(shè)計(jì)師評(píng)估TPS62230系列器件的運(yùn)行和性能。這些器件屬于高效、超小型的降壓轉(zhuǎn)換器,開(kāi)關(guān)頻率高達(dá)3 MHz。該評(píng)估模塊包含三個(gè)獨(dú)立的DC/DC轉(zhuǎn)換器,每個(gè)轉(zhuǎn)換器都有不同的默認(rèn)輸出電壓,具體如下: | 轉(zhuǎn)換器集成電路 | 輸出電壓 |
|---|---|---|
| U11 TPS62230DRY | 2.5 V | |
| U21 TPS62231DRY | 1.8 V | |
| U31 TPS62232DRY | 1.2 V |
如果你想了解TPS62230器件系列更多的固定輸出電壓選項(xiàng),可以參考數(shù)據(jù)手冊(cè)(SLVS941)。
二、評(píng)估模塊的設(shè)置
(一)輸入/輸出連接器說(shuō)明
評(píng)估模塊上有多個(gè)連接器,每個(gè)連接器都有特定的功能:
- J11、J21和J31 - VIN:這是對(duì)應(yīng)轉(zhuǎn)換器的正輸入連接。連接時(shí),要將引線(xiàn)扭在一起并盡可能縮短,以減少電磁干擾(EMI)傳輸。
- J13、J23和J33 - GND:這是對(duì)應(yīng)轉(zhuǎn)換器輸入電源的返回連接。
- J12、J22和J32 - 輸入感應(yīng):該連接通過(guò)獨(dú)立的走線(xiàn)連接到輸入電容,用于監(jiān)測(cè)輸入電壓。
- J14、J24和J34 - VOUT:這是對(duì)應(yīng)降壓電源輸出的正連接。
- J16、J26和J36 - GND:這是對(duì)應(yīng)降壓電源輸出的負(fù)連接。
- J15、J25和J35 - 輸出感應(yīng):該連接通過(guò)獨(dú)立的走線(xiàn)連接到輸出電容,用于監(jiān)測(cè)輸出電壓。
- JP11、JP21、JP31 - 使能:這個(gè)跳線(xiàn)通過(guò)IC的EN引腳來(lái)啟用或禁用轉(zhuǎn)換器。將短路跳線(xiàn)從中心(EN)引腳連接到ON或OFF位置,注意不要讓EN引腳浮空。
- JP12、JP22和JP32 - 模式:該跳線(xiàn)用于選擇轉(zhuǎn)換器的工作模式。當(dāng)使用跳線(xiàn)將MODE引腳短接到ON引腳時(shí),轉(zhuǎn)換器以固定頻率、低噪聲的PWM模式運(yùn)行;當(dāng)將MODE引腳和OFF引腳短接時(shí),控制器可以在低輸出電流時(shí)使用節(jié)能(PFM)模式以提高效率。
(二)轉(zhuǎn)換器配置
| 所有轉(zhuǎn)換器的輸入電壓設(shè)計(jì)范圍為2.05 V至6 V,但為了保持電壓調(diào)節(jié),輸入電壓必須高于輸出電壓,并且U11需要至少2.5 V的輸入電壓。具體的輸入和輸出連接如下表所示: | 轉(zhuǎn)換器編號(hào) | 輸出電壓 | 信號(hào)連接 |
|---|---|---|---|
| U11 | 2.5 Vdc固定 | 正輸入電壓J11,輸入電壓返回J13,正輸出電壓J14,輸出電壓返回J16 | |
| U21 | 1.8 Vdc固定 | 正輸入電壓J21,輸入電壓返回J23,正輸出電壓J24,輸出電壓返回J26 | |
| U31 | 1.2 Vdc固定 | 正輸入電壓J31,輸入電壓返回J33,正輸出電壓J34,輸出電壓返回J36 |
(三)操作要點(diǎn)
為了使轉(zhuǎn)換器正常工作,需要正確配置使能跳線(xiàn)和模式跳線(xiàn)。
- 使能跳線(xiàn):每個(gè)轉(zhuǎn)換器都有自己的使能跳線(xiàn)頭(JP11對(duì)應(yīng)U11,JP21對(duì)應(yīng)U21,JP31對(duì)應(yīng)U31)。當(dāng)EN引腳拉低時(shí),轉(zhuǎn)換器關(guān)閉;當(dāng)EN引腳拉高時(shí),轉(zhuǎn)換器進(jìn)入工作模式。注意不要讓EN引腳浮空。
- 模式跳線(xiàn):每個(gè)轉(zhuǎn)換器也有自己的模式跳線(xiàn)頭(JP12對(duì)應(yīng)U11,JP22對(duì)應(yīng)U21,JP32對(duì)應(yīng)U31)。當(dāng)MODE引腳拉高時(shí),轉(zhuǎn)換器處于PWM模式;當(dāng)MODE引腳拉低時(shí),轉(zhuǎn)換器處于PFM模式。同樣,不要讓MODE引腳浮空。
(四)測(cè)試結(jié)果
評(píng)估模塊使用的數(shù)據(jù)手冊(cè)中表征時(shí)相同的電感器和類(lèi)似的電容器,其性能與數(shù)據(jù)手冊(cè)中所示一致。具體的典型特性可以參考TPS62230數(shù)據(jù)手冊(cè)的相關(guān)部分。
三、評(píng)估模塊的布局
對(duì)于所有高頻、開(kāi)關(guān)模式電源來(lái)說(shuō),電路板布局至關(guān)重要。TPS62230EVM - 370的電路板布局遵循了一些關(guān)鍵原則:
- 高開(kāi)關(guān)頻率和電流的節(jié)點(diǎn)走線(xiàn)盡可能短,以減少走線(xiàn)電感。
- TPS62230的高阻抗輸入(如Vout引腳)的走線(xiàn)由接地走線(xiàn)和平面屏蔽。
- 精心設(shè)計(jì)高頻電流回路的布線(xiàn),并采用單點(diǎn)接地方案。
- 輸入和輸出電容應(yīng)盡可能靠近器件放置,同時(shí)提供大的大容量輸入電容(C13、C23和C33)來(lái)補(bǔ)償長(zhǎng)輸入引線(xiàn)的阻抗。
四、原理圖和物料清單
(一)原理圖
文檔中提供了TPS62230EVM - 370的原理圖,包括U11、U21和U31部分,這些原理圖有助于工程師深入了解電路的工作原理。
(二)物料清單
| 物料清單詳細(xì)列出了評(píng)估模塊中使用的各種元件,包括電容、電感、集成電路等,如下表所示: | 數(shù)量 | 參考編號(hào) | 值 | 描述 | 尺寸 | 部件編號(hào) | 制造商 |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 3 | C11,C21,C31 | 2.2μF | 陶瓷電容,6.3V,X5R,20% | 0402 | CL05A225MQ5NNNC | Samsung | |
| 3 | C12,C22,C32 | 4.7μF | 陶瓷電容,6.3V,X5R,20% | 0402 | CL05A475MQ5NRNC | Samsung | |
| 3 | C13, C23, C33 | 22μF | 陶瓷電容,10V,X5R,20% | 1210 | Std | Vishay | |
| 18 | J11, J12, J13等 | 公頭,2引腳,100mil間距 | 0.100英寸x2 | PEC02SAAN | Sullins | ||
| 6 | JP11, JP12, JP21等 | 3引腳,100mil間距 | 0.100x3 | PEC03AAN | Sullins | ||
| 3 | L11,L21,L31 | 2.2μH | 貼片電感,0.7A,230毫歐 | 0805 | MIPSZ20120D2R2 | FDK | |
| 1 | U11 | TPS62230DRY | 3MHz超小型降壓轉(zhuǎn)換器,2.5 V QFN | TPS62230DRY | TI | ||
| 1 | U21 | TPS62231DRY | 3MHz超小型降壓轉(zhuǎn)換器,1.8 V QFN | TPS62231DRY | TI | ||
| 1 | U31 | TPS62232DRY | 3MHz超小型降壓轉(zhuǎn)換器,1.2 V QFN | TPS62232DRY | TI | ||
| 6 | 分流器,100 - mil,黑色 | 0.100 | 929950 - 00 | 3M | |||
| 1 | PCB | 1.75x3.0x0.062" | HPA370 | Any |
五、相關(guān)注意事項(xiàng)
(一)適用范圍和合規(guī)性
該評(píng)估模塊僅用于工程開(kāi)發(fā)、演示或評(píng)估目的,并非面向普通消費(fèi)者的成品。它會(huì)產(chǎn)生、使用并輻射射頻能量,未經(jīng)過(guò)FCC規(guī)則第15部分規(guī)定的計(jì)算設(shè)備限值測(cè)試。在其他環(huán)境中使用可能會(huì)對(duì)無(wú)線(xiàn)電通信造成干擾,用戶(hù)需自行采取措施解決。
(二)操作范圍限制
- 輸入電壓范圍應(yīng)在2.05 V至6 V之間,輸出電壓范圍應(yīng)在1.2 V至2.5 V之間。超出指定輸入范圍可能導(dǎo)致意外操作和/或?qū)υu(píng)估模塊造成不可逆轉(zhuǎn)的損壞;連接超出指定輸出范圍的負(fù)載可能導(dǎo)致意外操作和/或?qū)υu(píng)估模塊造成永久性損壞。
- 正常運(yùn)行時(shí),一些電路組件的外殼溫度可能高于25°C,只要保持輸入和輸出范圍,評(píng)估模塊仍能正常工作。在操作過(guò)程中,靠近這些組件放置測(cè)量探頭時(shí)要注意它們可能會(huì)很燙。
(三)其他重要信息
德州儀器保留對(duì)其產(chǎn)品和服務(wù)進(jìn)行更改和停產(chǎn)的權(quán)利,客戶(hù)在下單前應(yīng)獲取最新信息。同時(shí),TI對(duì)其硬件產(chǎn)品提供標(biāo)準(zhǔn)保修,但不承擔(dān)應(yīng)用協(xié)助、客戶(hù)產(chǎn)品設(shè)計(jì)等方面的責(zé)任。此外,TI產(chǎn)品在安全關(guān)鍵應(yīng)用、軍事/航空航天應(yīng)用、汽車(chē)應(yīng)用等方面有特定的使用限制和責(zé)任規(guī)定。
通過(guò)對(duì)TPS62230EVM - 370評(píng)估模塊的深入了解,工程師們可以更好地利用這個(gè)工具來(lái)評(píng)估和設(shè)計(jì)相關(guān)電路。大家在使用過(guò)程中有沒(méi)有遇到過(guò)類(lèi)似評(píng)估模塊的問(wèn)題呢?歡迎在評(píng)論區(qū)分享交流。
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