Texas Instruments TPS7H1210EVM評(píng)估模塊設(shè)計(jì)旨在評(píng)估輸入電源范圍為-3V至-16.5V與1A電流的TPS7H1210-SEP負(fù)電壓線性穩(wěn)壓器。應(yīng)用包括模擬電路電源、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器、后置直流-直流轉(zhuǎn)換器調(diào)節(jié)和紋波濾波以及空間受限區(qū)域的輻射硬化超清潔模擬電源。

數(shù)據(jù)手冊(cè)：*附件：Texas Instruments TPS7H1210EVM評(píng)估模塊數(shù)據(jù)手冊(cè).pdf

特性

• 低噪聲、高電源抑制比 (PSRR)
• 寬輸入電壓范圍：-3V至-16.5V
• 可調(diào)輸出電壓范圍：-1.18V至-15.5V
• 輸出電流高達(dá)1A
• 內(nèi)置電流限制和熱關(guān)斷保護(hù)

布局

TPS7H1210EVM評(píng)估模塊深度技術(shù)解析

一、產(chǎn)品核心特性與應(yīng)用領(lǐng)域

TPS7H1210EVM是德州儀器專(zhuān)為評(píng)估TPS7H1210-SEP負(fù)壓線性穩(wěn)壓器設(shè)計(jì)的評(píng)估模塊，具有以下突出特性：

? 關(guān)鍵特性參數(shù)： ?

• 輸入電壓范圍：-3V至-16.5V
• 輸出電壓范圍：-1.18V至-15.5V（通過(guò)電阻網(wǎng)絡(luò)可調(diào)）
• 最大輸出電流：1A（受散熱條件限制）
• 典型壓降電壓(VDO)：500mV（最壞工況）
• 低噪聲設(shè)計(jì)：10Hz-100kHz積分RMS噪聲僅27.2μVRMS

? 目標(biāo)應(yīng)用場(chǎng)景： ?

1. ?航天電子系統(tǒng)?：特別適合低地球軌道(LEO)空間應(yīng)用
2. ?衛(wèi)星電源系統(tǒng)?：為衛(wèi)星電氣動(dòng)力系統(tǒng)(EPS)提供穩(wěn)定負(fù)壓
3. ?精密模擬電路?：
   • 數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器(ADC/DAC)供電
   • 運(yùn)算放大器負(fù)壓電源
   • 成像傳感器供電
4. ?后級(jí)穩(wěn)壓濾波?：用于DC-DC轉(zhuǎn)換器輸出后的二次穩(wěn)壓

二、硬件架構(gòu)與接口配置

1. 電源接口系統(tǒng)

? 輸入接口： ?

• J1/J4(-VIN)：負(fù)電壓輸入香蕉插孔/SMA接口
• J6(GND)：輸入接地返回端

? 輸出接口： ?

• J2/J5(-VOUT)：穩(wěn)壓輸出香蕉插孔/SMA接口
• J7(GND)：輸出接地返回端

? 特殊設(shè)計(jì)考慮： ?

• 輸入引線建議采用雙絞線并盡量縮短長(zhǎng)度以降低EMI
• 引線長(zhǎng)度超過(guò)6英寸時(shí)需在J1-J6間增加47μF電解電容(C5位置)

2. 控制與監(jiān)測(cè)接口

? 使能控制(J3)： ?

• 引腳2-3短接：強(qiáng)制使能（EN接VIN）
• 引腳1-2短接：強(qiáng)制禁用（EN接GND）
• 無(wú)跳線：通過(guò)電阻分壓器使能（約40% VIN）

? 測(cè)試點(diǎn)配置： ?

• TP1：-VIN接入點(diǎn)
• TP2/TP3：-VOUT監(jiān)測(cè)點(diǎn)（TP2位于R1電阻前）
• TP4/TP5：GND參考點(diǎn)

三、典型配置與操作指南

1. 輸出電壓設(shè)置方法

輸出電壓通過(guò)RFB_TOP和RFB_BOT電阻分壓網(wǎng)絡(luò)調(diào)節(jié)，計(jì)算公式為：

VOUT = -1.182V × (1 + RFB_TOP/RFB_BOT)

? 默認(rèn)配置： ?

• RFB_TOP = 34.0kΩ
• RFB_BOT = 10.5kΩ
• 輸出電壓 = -5V

? 設(shè)計(jì)注意事項(xiàng)： ?

• 反饋網(wǎng)絡(luò)電流應(yīng)≥5μA（公式驗(yàn)證：(VOUT)/(RFB_TOP+RFB_BOT)≥5μA）
• 避免使用前饋電容(C1)，可能導(dǎo)致FB引腳在關(guān)斷時(shí)出現(xiàn)正電壓

2. 標(biāo)準(zhǔn)操作流程

1. ? 初始設(shè)置： ?
   • 確認(rèn)輸入電源設(shè)置為-6V（絕對(duì)值＞5.5V）
   • 連接負(fù)載（≤1A）至J2(-VOUT)和J7(GND)
2. ? 啟用步驟： ?
   • 跳線J3設(shè)置為引腳2-3短接（推薦初始配置）
   • 或移除J3跳線通過(guò)分壓器使能
3. ? 測(cè)試調(diào)整： ?
   • 通過(guò)SMA接口(J4/J5)連接示波器（設(shè)置為高阻抗）
   • 根據(jù)需要調(diào)整輸入電壓和負(fù)載

? 重要警告： ? 高|VIN-VOUT|差值在大負(fù)載電流下會(huì)導(dǎo)致顯著功耗，需計(jì)算|VIN-VOUT|×ILOAD確保不超過(guò)熱限值

四、性能測(cè)試數(shù)據(jù)與波形分析

1. 動(dòng)態(tài)響應(yīng)特性

? 負(fù)載瞬態(tài)響應(yīng)： ?

• 1mA?500mA階躍響應(yīng)時(shí)間：＜100μs
• 輸出電壓偏差：＜50mV（條件：VIN=-6V, VOUT=-5V）

? 啟停時(shí)序： ?

• 軟啟動(dòng)時(shí)間：約120ms（CNR_SS=100nF時(shí)）
• 使能至輸出穩(wěn)定時(shí)間：＜1ms

2. 關(guān)鍵性能指標(biāo)

? 電源抑制比(PSRR)： ?

• 低頻段(10Hz)：＞60dB
• 1kHz處：＞40dB
• 100kHz處：＞20dB

? 噪聲頻譜： ?

• 10Hz點(diǎn)噪聲：約3μV/√Hz
• 1kHz點(diǎn)噪聲：約0.03μV/√Hz
• 10kHz以上：＜0.01μV/√Hz

五、PCB設(shè)計(jì)要點(diǎn)

1. 層疊結(jié)構(gòu)

? 四層板設(shè)計(jì)： ?

• 頂層：元件布局與關(guān)鍵信號(hào)走線
• 內(nèi)層1/2：完整地平面與電源分割
• 底層：輔助元件與測(cè)試點(diǎn)

2. 熱管理設(shè)計(jì)

? 重點(diǎn)散熱區(qū)域： ?

• U1(TPS7H1210-SEP)本體
• 電流檢測(cè)電阻R1(0Ω)
• 輸出電容組(C10-C12)

? 優(yōu)化措施： ?

• 關(guān)鍵發(fā)熱元件周?chē)贾蒙徇^(guò)孔陣列
• 大電流路徑采用寬銅箔設(shè)計(jì)（最小寬度100mil）

六、物料選型建議

? 核心元件清單： ?