TPS65132L評(píng)估模塊：開(kāi)啟電源設(shè)計(jì)新視野

在電子工程師的日常工作中，電源管理模塊的選擇與評(píng)估至關(guān)重要。今天，我們就來(lái)深入了解一下德州儀器（Texas Instruments）的TPS65132L評(píng)估模塊（EVM），看看它能為我們帶來(lái)怎樣的驚喜。

文件下載：TPS65132LEVM-711.pdf

一、模塊概述

TPS65132L評(píng)估模塊主要用于為智能手機(jī)和平板電腦的LCD面板生成所需的正負(fù)電源電壓，當(dāng)然，它也能在需要正負(fù)電源軌的通用電源應(yīng)用中發(fā)揮作用，比如運(yùn)放或數(shù)據(jù)采集電路。該模塊具有以下顯著特點(diǎn)：

1. 軟件優(yōu)勢(shì)：配備帶有圖形用戶界面（GUI）的軟件，方便進(jìn)行設(shè)備配置的讀寫(xiě)、導(dǎo)出和導(dǎo)入操作。
2. 接口適配：通過(guò)USB2ANY接口適配器控制I2C總線，實(shí)現(xiàn)便捷的通信。
3. 測(cè)試便利：設(shè)有測(cè)試點(diǎn)，便于測(cè)量重要電壓；還有跳線用于啟用和禁用輸出。
4. 精確測(cè)量：具備輸入和輸出電壓感應(yīng)端子，可進(jìn)行精確的四端電壓測(cè)量。

二、使用前的準(zhǔn)備

（一）推薦設(shè)備

1. 電源供應(yīng)：為了充分評(píng)估TPS65132L的性能，需要一個(gè)能在2.5V至5.5V范圍內(nèi)提供1.2A電流的直流電源。
2. 主機(jī)電腦：要求安裝Microsoft? Windows? 7操作系統(tǒng)，具備一個(gè)空閑的USB端口，至少280MB的可用硬盤(pán)空間（推薦610MB）以及至少512MB的RAM。
3. 軟件支持：可以從TI網(wǎng)站（http://www.ti.com/product/tps65132 ）下載最新版本的EVM軟件。

（二）應(yīng)用場(chǎng)景

TPS65132L適用于需要正負(fù)輸出電壓在±4V至±6V范圍內(nèi)，且輸出電流小于±80mA的應(yīng)用，常見(jiàn)的有智能手機(jī)顯示屏、平板電腦顯示屏以及分軌電源應(yīng)用等。

（三）性能特點(diǎn)

1. 高效節(jié)能：當(dāng)輸出電流 (I_{0}>10 mA) 時(shí)，效率大于85%。
2. 寬輸入范圍：輸入電壓范圍為2.5V至5.5V。
3. 精準(zhǔn)輸出：正輸出電壓范圍為4.0V至6.0V（以0.1V為步長(zhǎng)），負(fù)輸出電壓范圍為 -4.0V至 -6.0V（以0.1V為步長(zhǎng)），輸出電壓精度優(yōu)于1%。
4. 智能控制：具備可編程的關(guān)機(jī)時(shí)主動(dòng)放電功能、出色的線路調(diào)節(jié)能力、先進(jìn)的輕載節(jié)能模式、熱關(guān)斷保護(hù)等。
5. PCB設(shè)計(jì)：采用四層PCB，所有組件都位于頂層，方便觀察和測(cè)試。

三、電氣規(guī)格

四、硬件連接與設(shè)置

（一）硬件連接

可以參考硬件設(shè)置圖進(jìn)行連接，有全功能和簡(jiǎn)化兩種設(shè)置方式。全功能設(shè)置可實(shí)現(xiàn)輸出電壓和配置的靈活調(diào)整；若不需要更改輸出電壓或其他配置設(shè)置，可采用簡(jiǎn)化設(shè)置，此時(shí)TPS65132L設(shè)備將使用上次編程時(shí)存儲(chǔ)在EEPROM中的寄存器設(shè)置啟動(dòng)。 電源供應(yīng)可采用兩端或四端連接方式。兩端連接較為簡(jiǎn)單，但四端連接測(cè)量更準(zhǔn)確。為減少寄生電感，建議使用短電纜（小于20cm），并將電源（(V{IN})）和返回（GND）導(dǎo)體絞合在一起。 負(fù)載連接可以是單端負(fù)載（連接在(V{POS})與地之間以及(V{NEG})與地之間）或差分負(fù)載（連接在(V{POS})與(V_{NEG})之間）。連接USB2ANY接口適配器時(shí)，需使用中間的十個(gè)連接。

（二）軟件安裝

要更改寄存器設(shè)置，需在主機(jī)電腦上安裝EVM軟件，并安裝USB2ANY接口適配器將主機(jī)電腦與EVM硬件連接。具體操作步驟如下：

1. 訪問(wèn)TI網(wǎng)站（http://www.ti.com/product/tps65132 ），下載軟件壓縮文件。
2. 解壓文件后，運(yùn)行程序setup.exe（建議在安裝新軟件前卸載現(xiàn)有版本）。
3. 安裝完成后，主機(jī)電腦桌面會(huì)出現(xiàn)名為TPS65132 EVM的圖標(biāo)。若未看到該圖標(biāo)，可在開(kāi)始菜單的程序文件中查找，默認(rèn)位置為“所有程序”→“Texas Instruments”→“TPS65132”。
4. 連接USB2ANY接口適配器到主機(jī)電腦，然后啟動(dòng)軟件。若系統(tǒng)提示更新接口適配器的固件，按照屏幕提示完成更新。

五、軟件操作

（一）設(shè)備選擇

軟件啟動(dòng)后，從下拉菜單中選擇要評(píng)估的設(shè)備變體，然后點(diǎn)擊“OK”。

（二）保存與加載

通過(guò)點(diǎn)擊“Save”圖標(biāo)可導(dǎo)出配置，點(diǎn)擊“Load”圖標(biāo)可導(dǎo)入保存的配置，方便后續(xù)復(fù)用。

（三）I2C總線配置

1. 從機(jī)地址：EVM軟件使用從機(jī)地址0x3E通過(guò)I2C總線與TPS65132L設(shè)備通信，該地址不可更改。
2. 總線速度：I2C總線可在標(biāo)準(zhǔn)模式（100 kbps）或快速模式（400 kbps）下運(yùn)行，可從“Speed”下拉菜單中選擇所需的總線速度。
3. 上拉電阻：USB2ANY接口適配器帶有I2C總線上拉電阻。若不需要，可禁用；若使用該適配器中的I2C上拉電阻，需勾選“Pullups?”復(fù)選框；若系統(tǒng)其他地方有I2C上拉電阻，則取消勾選。需注意，外部上拉電阻（若使用）必須連接到3.3V，上拉電壓低于3.3V可能導(dǎo)致操作錯(cuò)誤，高于3.3V可能損壞USB2ANY接口適配器。

（四）設(shè)置窗口

1. 輸出電壓調(diào)整：可通過(guò)拖動(dòng)電壓滑塊、點(diǎn)擊電壓輸入框的上下箭頭、輸入電壓值、點(diǎn)擊十六進(jìn)制輸入框的上下箭頭或輸入十六進(jìn)制數(shù)來(lái)調(diào)整正負(fù)輸出電壓。若輸入錯(cuò)誤值，軟件會(huì)將其向下舍入到最近的正確值；若輸入值低于最小輸出電壓，軟件將使用最小值。
2. 輸出放電電阻控制：使用“Vpos Discharge”和“Vneg Discharge”復(fù)選框可啟用和禁用輸出放電電阻。
3. 應(yīng)用模式選擇：使用“Smartphone”和“Tablet”單選按鈕可選擇TPS65132L的工作模式，平板模式下的最大輸出電流高于智能手機(jī)模式。

（五）DAC寄存器窗口

該窗口顯示EEPROM和DAC寄存器上次讀取的內(nèi)容，以十六進(jìn)制和二進(jìn)制形式呈現(xiàn)，“Field View”將寄存器設(shè)置解碼為更易理解的格式?？赏ㄟ^(guò)以下方式更改寄存器內(nèi)容：

1. 在EEPROM和Reg Data列中輸入十六進(jìn)制值。
2. 點(diǎn)擊單個(gè)位進(jìn)行切換。
3. 從“Field View”的下拉列表中選擇值。 還可使用窗口頂部的圖標(biāo)選擇要顯示的數(shù)據(jù)，點(diǎn)擊“Write”可將GUI窗口中顯示的內(nèi)容編程到TPS65132L設(shè)備的寄存器中；點(diǎn)擊“Write Modified”僅對(duì)所選寄存器進(jìn)行編程；點(diǎn)擊“Read”刷新所選寄存器的值；點(diǎn)擊“Read All”刷新所有寄存器的值；點(diǎn)擊“Copy to EEPROM”將當(dāng)前寄存器設(shè)置復(fù)制到TPS65132L設(shè)備的EEPROM中。若“Read From”設(shè)置為“EEPROM”，點(diǎn)擊“Read”或“Read All”時(shí)將從EEPROM中讀取值；若設(shè)置為“Register”，則從（易失性）寄存器中讀取值。若“Mode”設(shè)置為“Immediate”，對(duì)寄存器位或“Field View”所做的更改將立即生效；若設(shè)置為“Manual”，則需點(diǎn)擊“Write Register”更改才會(huì)生效。

（六）演示模式

即使未連接USB2ANY接口適配器或EVM，EVM軟件也可單獨(dú)使用。若在這種情況下啟動(dòng)軟件，會(huì)顯示錯(cuò)誤消息，點(diǎn)擊“Continue in Demo Mode”可模擬連接EVM的操作，但顯示的是模擬數(shù)據(jù)；點(diǎn)擊“Stop”則關(guān)閉軟件。若在演示模式下連接EVM，取消窗口右上角的“Demo Mode”復(fù)選框可退出演示模式；若在未連接EVM時(shí)取消該復(fù)選框，將再次顯示錯(cuò)誤消息。

六、PCB布局

TPS65132L EVM的印刷電路板采用四層、35μm（1 oz）覆銅設(shè)計(jì)，所有組件都位于頂層，頂層和底層的信號(hào)走線方便用戶觀察、探測(cè)和評(píng)估TPS65132L控制IC。對(duì)于空間受限的系統(tǒng)，將組件移到PCB兩側(cè)可進(jìn)一步減小尺寸。

七、材料清單

八、使用注意事項(xiàng)

（一）使用限制

該評(píng)估模塊不適用于功能安全和/或安全關(guān)鍵評(píng)估，包括但不限于生命支持應(yīng)用的評(píng)估。

（二）安全警告

1. 必須在TI推薦的規(guī)格和環(huán)境條件下操作評(píng)估模塊，超過(guò)指定的性能評(píng)級(jí)和規(guī)格（如輸入和輸出電壓、電流、功率和環(huán)境范圍）可能導(dǎo)致人身傷害、死亡或財(cái)產(chǎn)損失。如有疑問(wèn)，應(yīng)在連接接口電子設(shè)備（包括輸入電源和預(yù)期負(fù)載）之前聯(lián)系TI現(xiàn)場(chǎng)代表。
2. 評(píng)估模塊僅適用于技術(shù)合格的專業(yè)電子專家，他們應(yīng)熟悉處理電氣機(jī)械組件、系統(tǒng)和子系統(tǒng)的危險(xiǎn)和應(yīng)用風(fēng)險(xiǎn)。用戶需承擔(dān)妥善和安全處理及使用評(píng)估模塊的全部責(zé)任和義務(wù)。
3. 用戶需自行確定評(píng)估模塊是否符合適用的國(guó)際、聯(lián)邦、州或地方法律法規(guī)，并承擔(dān)合規(guī)責(zé)任。同時(shí)，要按照相關(guān)要求妥善處理和回收評(píng)估模塊。

（三）保修與責(zé)任限制

TI對(duì)評(píng)估模塊提供90天的有限保修，若評(píng)估模塊不符合保修規(guī)定，TI的唯一責(zé)任是選擇修理、更換或?qū)τ脩糍~戶進(jìn)行信用處理。TI對(duì)特殊、間接、懲罰性、附帶性、后果性或示范性損害不承擔(dān)責(zé)任，且TI的總責(zé)任不超過(guò)用戶為特定單元支付的總金額。

（四）退貨政策

除特殊情況外，TI不提供退款、退貨或換貨服務(wù)。若包裝已打開(kāi)或評(píng)估模塊損壞或無(wú)法重新銷售，將不接受退貨。若用戶認(rèn)為訂單收費(fèi)有誤或交貨違反適用訂單，應(yīng)聯(lián)系TI。所有退款將在組件退回后的30個(gè)工作日內(nèi)全額退還，不包括郵費(fèi)或包裝費(fèi)用。

綜上所述，TPS65132L評(píng)估模塊為電子工程師提供了一個(gè)全面的電源管理解決方案，無(wú)論是在性能、功能還是使用便利性方面都表現(xiàn)出色。但在使用過(guò)程中，一定要嚴(yán)格遵守相關(guān)的注意事項(xiàng)，確保安全、有效地進(jìn)行評(píng)估和開(kāi)發(fā)工作。大家在實(shí)際使用中有沒(méi)有遇到什么特別的問(wèn)題呢？歡迎在評(píng)論區(qū)分享交流。