TPS622315EVM - 574評估模塊使用指南:設(shè)計與應(yīng)用解析
在電子設(shè)備的電源設(shè)計中,高效、穩(wěn)定的電源轉(zhuǎn)換模塊至關(guān)重要。德州儀器(Texas Instruments)的TPS622315EVM - 574評估模塊,為工程師們提供了一個便捷的平臺,用于評估TPS6223x系列設(shè)備的性能。下面,我們將深入探討這個評估模塊的特性、操作和使用方法。
文件下載:TPS622315EVM-574.pdf
一、評估模塊概述
| TPS622315EVM - 574評估模塊旨在幫助設(shè)計師評估TPS6223x系列設(shè)備的運行和性能。這些設(shè)備是高效、超小尺寸的降壓轉(zhuǎn)換器,開關(guān)頻率高達3 MHz。該評估模塊包含三個獨立的直流/直流轉(zhuǎn)換器,其默認輸出電壓如下: | 轉(zhuǎn)換器 | 集成電路 | 輸出電壓 |
|---|---|---|---|
| U11 | TPS622315DRY | 1.15 V | |
| U21 | TPS622316DRY | 2.7 V | |
| U31 | TPS622317DRY | 2.9 V |
大家可以參考數(shù)據(jù)手冊(SLVS941),了解TPS6223X設(shè)備系列的各種固定輸出電壓選項。
二、評估模塊的設(shè)置
(一)輸入/輸出連接器說明
- J11、J21和J31 – VIN:這是相應(yīng)轉(zhuǎn)換器的正輸入連接。需將輸入電源的引線絞合在一起,并盡量縮短長度,以減少電磁干擾(EMI)傳輸。
- J13、J23和J33 – GND:這是相應(yīng)轉(zhuǎn)換器輸入電源的返回連接。
- J12、J22和J32 – 輸入感測:此連接通過獨立的走線連接到輸入電容,用于監(jiān)測輸入電壓。
- J14、J24和J34 – VOUT:這是相應(yīng)降壓電源輸出的正連接。
- J16、J26和J36 – GND:這是相應(yīng)降壓電源輸出的負連接。
- J15、J25和J35 – 輸出感測:此連接通過獨立的走線連接到輸出電容,用于監(jiān)測輸出電壓。
- JP11、JP21、JP31 – 使能:該跳線通過集成電路的EN引腳啟用或禁用轉(zhuǎn)換器。將短路跳線從中心(EN)引腳連接到ON或OFF位置,切勿讓EN引腳懸空。
- JP12、JP22和JP32 – 模式:此跳線用于選擇轉(zhuǎn)換器的工作模式。當使用跳線將MODE引腳短接到ON引腳時,轉(zhuǎn)換器以固定頻率、低噪聲的PWM模式運行;將MODE引腳和OFF引腳短接在一起時,控制器可使用節(jié)能(PFM)模式,在低輸出電流時實現(xiàn)高效率。
(二)轉(zhuǎn)換器配置
| 所有轉(zhuǎn)換器設(shè)計為使用2.05 V至6 V之間的輸入電壓,但輸入電壓必須高于輸出電壓,以保持電壓調(diào)節(jié)。根據(jù)輸出電流的不同,輸入電壓要求可能比輸出電壓高1 V,具體信息可參考數(shù)據(jù)手冊。輸入電壓電源和輸出的連接如下表所示: | 轉(zhuǎn)換器編號 | 輸出電壓 | 信號 | 連接 |
|---|---|---|---|---|
| U11 | 1.15 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 | 2.7 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 | 2.9 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
為使轉(zhuǎn)換器正常運行,必須正確配置使能跳線和模式跳線。
- 使能跳線:轉(zhuǎn)換器使能通過短路塊將JPX1頭設(shè)置為所需配置。每個轉(zhuǎn)換器都有自己的頭:U11對應(yīng)JP11,U21對應(yīng)JP21,U31對應(yīng)JP31。當EN引腳拉低時,轉(zhuǎn)換器關(guān)閉;當EN引腳拉高時,轉(zhuǎn)換器進入工作模式。切勿讓EN引腳懸空。
- 模式跳線:MODE頭(JPX2)控制設(shè)備的節(jié)能模式選項。該模式在輕負載時改變操作,對中高負載無影響。設(shè)備可在低噪聲、固定頻率的PWM模式或低功率時的高效節(jié)能PFM模式下運行。每個轉(zhuǎn)換器都有自己的模式頭:U11對應(yīng)JP12,U21對應(yīng)JP22,U31對應(yīng)JP32。當MODE引腳拉高時,轉(zhuǎn)換器處于PWM模式;當MODE引腳拉低時,轉(zhuǎn)換器處于PFM模式。同樣,不要讓MODE引腳懸空。
(四)測試結(jié)果
測試結(jié)果可參考TPS62231x數(shù)據(jù)手冊的典型特性部分。該評估模塊使用的數(shù)據(jù)手冊中表征所用的電感和類似電容相同,性能與數(shù)據(jù)手冊中所示一致。
三、評估模塊的布局
對于所有高頻開關(guān)模式電源,電路板布局至關(guān)重要。TPS622315EVM - 574印刷電路板的布局圖如下:
- 圖1:裝配層
- 圖2:頂層布線
- 圖3:底層布線
在布局中,高開關(guān)頻率和電流的節(jié)點應(yīng)盡量縮短,以減少走線電感。TPS622315的高阻抗輸入(如Vout引腳)的走線應(yīng)由接地走線和平面屏蔽。同時,要仔細關(guān)注高頻電流回路的布線,并采用單點接地方案。輸入和輸出電容應(yīng)盡量靠近設(shè)備。還提供了大的大容量輸入電容(C13、C23和C33),以補償長輸入引線的阻抗。
四、原理圖和物料清單
(一)原理圖
TPS622315/316/317EVM - 574的原理圖如下: 雖然目前未能通過搜索獲取到TPS622315/316/317EVM - 574原理圖的相關(guān)額外內(nèi)容,但從文檔可知,它展示了評估模塊的電路連接和設(shè)計細節(jié),是理解和分析該模塊工作原理的重要依據(jù)。
(二)物料清單
| 數(shù)量 | 參考編號 | 值 | 描述 | 尺寸 | 零件編號 | 制造商 |
|---|---|---|---|---|---|---|
| 3 | C11,C21,C31 | 2.2 μF | 陶瓷電容,6.3V,X5R,20% | 0402 | JMK105BJ225MV - F CL05A225MQ5NNNC GRM155R60J225ME15D | Taiyo Yuden、Samsung、Murata |
| 3 | C12,C22,C32 | 4.7 μF | 陶瓷電容,6.3V,X5R,20% | 0402 | JMK105BJ475MV - F CL05A475MQ5NRNC GRM155R60J475ME87D | Taiyo Yuden、Samsung、Murata |
| 0 | C13, C23, C33 | 開路 | 陶瓷電容 | 1210 | Std | Std |
| 3 | L11,L21,L31 | 1 μH | 貼片電感 | 0805 | MDT2012 - CH1R0AN MIPS2012D1R0 - X2 LQM21PN1R0MC0 | TOKO、FDK、Murata |
| 1 | U11 | TPS622315DRY | 3MHz超小降壓轉(zhuǎn)換器,1.15 V | SON | TPS622315DRY | TI |
| 1 | U21 | TPS622316DRY | 3MHz超小降壓轉(zhuǎn)換器,2.7 V | SON | TPS622316DRY | TI |
| 1 | U31 | TPS622317DRY | 3MHz超小降壓轉(zhuǎn)換器,2.9 V | SON | TPS622317DRY | TI |
五、相關(guān)文檔和注意事項
(一)相關(guān)文檔
可參考TPS622315、TPS622316、TPS622317的3 MHz超小降壓轉(zhuǎn)換器1x1.5 SON封裝數(shù)據(jù)手冊(SLVS941)。
(二)注意事項
- 該評估模塊僅用于實驗室/開發(fā)環(huán)境的初步可行性評估,并非成品電氣設(shè)備,不適合消費者使用。
- 用戶需承擔(dān)評估模塊使用過程中的全部責(zé)任和風(fēng)險,確保產(chǎn)品符合相關(guān)法律法規(guī)和安全標準。
- 操作評估模塊時,需在德州儀器推薦的規(guī)格和環(huán)境條件范圍內(nèi)進行,避免超出額定值導(dǎo)致財產(chǎn)損失、人身傷害或死亡。
- 對于安全關(guān)鍵或生命關(guān)鍵應(yīng)用,需與德州儀器另行簽訂保證和賠償協(xié)議。
通過對TPS622315EVM - 574評估模塊的詳細了解,電子工程師們可以更好地利用這個平臺進行電源設(shè)計和性能評估。大家在實際使用過程中遇到什么問題,歡迎一起交流探討。
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