Texas Instruments TPS1211Q1EVM驅(qū)動器評估模塊 (EVM) 支持TI的TPS12110-Q1控制器參考電路評估。Texas Instruments TPS12110-Q1是一款3.5V至40V智能高側(cè)控制器，具有兩級可調(diào)過流保護(hù)功能。還包括可調(diào)斷路器定時器、快速短路保護(hù)、精確模擬電流監(jiān)控器輸出和遠(yuǎn)程過熱保護(hù)特性。

數(shù)據(jù)手冊：*附件：Texas Instruments TPS1211Q1EVM驅(qū)動器評估模塊 (EVM)數(shù)據(jù)手冊.pdf

特性

工作電壓范圍：3.5V至40V
使用板載跳線提供5A至50A可調(diào)過流保護(hù)
可編程斷路器定時器
模擬電流監(jiān)控輸出
LED狀態(tài)指示，用于過流和過熱故障

板布局

德州儀器TPS1211-Q1智能高邊驅(qū)動器評估模塊技術(shù)解析

一、產(chǎn)品概述與核心特性

TPS1211-Q1是德州儀器(TI)推出的汽車級智能高邊驅(qū)動器，其評估模塊(EVM)為工程師提供了完整的參考設(shè)計平臺。該EVM具有以下顯著特性：

?寬電壓工作范圍?：支持3.5V至36V(典型)工作電壓
?強大驅(qū)動能力?：4A柵極驅(qū)動強度，可并聯(lián)驅(qū)動多個MOSFET
?先進(jìn)保護(hù)機制?：
- 兩級可調(diào)過流保護(hù)(5A至50A)
- 可編程斷路器定時器
- 輸入反極性保護(hù)
- 遠(yuǎn)程過溫保護(hù)
?診斷功能?：
- 精確模擬電流監(jiān)控輸出
- LED狀態(tài)指示(過流和過溫故障)
- 自動重試和鎖存選項可編程

二、評估模塊硬件設(shè)計

2.1 關(guān)鍵電路模塊

?功率輸入部分?：
- 輸入連接器T1/T4，支持3.5V-36V輸入
- 集成33V TVS 二極管(SMBJ33CA)用于輸入保護(hù)
- 100nF/50V陶瓷電容和10μF/50V電解電容組成輸入濾波網(wǎng)絡(luò)
?MOSFET驅(qū)動電路?：
- 采用BUK7S0R5-40HJ N溝道MOSFET(40V/500A)
- 柵極驅(qū)動電阻2.21Ω(RC0603FR-072R21L)
- 集成自舉二極管和100nF自舉電容
?電流檢測?：
- 使用500μΩ金屬條電阻(WSL3921L5000FEA)
- 電流監(jiān)控輸出通過41.2kΩ和20kΩ電阻分壓

2.2 保護(hù)電路設(shè)計

?過流保護(hù)配置?：
- 通過J3跳線選擇保護(hù)閾值(5A/15A/50A)
- 使用475kΩ、158kΩ和47kΩ電阻網(wǎng)絡(luò)設(shè)置比較器閾值
?定時器設(shè)置?：
- J1跳線選擇1ms/10ms延遲或鎖斷模式
- 68nF和680nF電容決定時間常數(shù)
?反極性保護(hù)?：
- 采用Q3、D7(12V齊納二極管)和10kΩ電阻組成保護(hù)電路

三、典型測試配置與方法

3.1 默認(rèn)跳線設(shè)置

跳線	默認(rèn)位置	功能
J1	1-2	設(shè)置1ms故障延遲
J2	1-2	電流監(jiān)控比例0.09V/A
J3	3-4	5A過流保護(hù)閾值

3.2 關(guān)鍵測試項目

?啟動特性測試?：
- EN/UVLO從低到高切換時觀察BST、GATE和SRC波形
- 不同INP狀態(tài)(GND/HIGH)下的啟動曲線對比
?開關(guān)響應(yīng)測試?：
- INP輸入從低到高切換測量開啟響應(yīng)時間
- INP從高到低切換測量關(guān)斷響應(yīng)時間
?保護(hù)功能驗證?：
- 輸入反極性測試(12V反向連接)
- 過載測試(逐步增加負(fù)載至觸發(fā)保護(hù))
- 輸出短路測試(直接短路VOUT到GND)

四、PCB布局與散熱設(shè)計

4.1 板層結(jié)構(gòu)

?頂層?：功率器件布局，包含MOSFET、電流檢測電阻和輸出端子
?底層?：控制電路和小信號元件
?內(nèi)層1?：信號布線層
?內(nèi)層2?：電源分布層

4.2 熱管理要點

?關(guān)鍵發(fā)熱元件?：
- 功率MOSFET(BUK7S0R5-40HJ)
- 電流檢測電阻(WSL3921L5000FEA)
- 驅(qū)動芯片(TPS12110-Q1)
?散熱措施?：
- 大面積銅箔用于功率地(PGND)
- 多個散熱過孔連接至內(nèi)層平面
- MOSFET采用LFPAK88封裝優(yōu)化散熱

五、應(yīng)用場景與設(shè)計建議

5.1 典型應(yīng)用

汽車電路斷路器和安全斷開開關(guān)
電源分配盒(PDB)
車身控制模塊
DC/DC 轉(zhuǎn)換器

5.2 設(shè)計注意事項

?布局建議?：
- 保持功率回路面積最小化
- 輸入/輸出端子使用粗短線連接
- 敏感模擬信號遠(yuǎn)離功率走線
?元件選擇?：
- 輸入電容至少1μF陶瓷+10μF電解組合
- 柵極驅(qū)動電阻根據(jù)開關(guān)速度要求調(diào)整
- 電流檢測電阻功率等級需滿足最大負(fù)載
?調(diào)試技巧?：
- 先以低壓(如12V)和小負(fù)載驗證功能
- 逐步增加負(fù)載觀察熱性能
- 使用示波器監(jiān)控關(guān)鍵節(jié)點波形

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