TPS65165EVM - 233評估模塊：TV和顯示器TFT - LCD面板電源解決方案

在電子設備的設計中，電源管理模塊的性能直接影響著整個系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性。今天，我們就來深入探討一下TPS65165EVM - 233評估模塊，它為TV和顯示器TFT - LCD面板提供了關鍵的電源支持。

文件下載：TPS65165EVM-233.pdf

一、模塊概述

TPS65165EVM - 233是一款專為TV和顯示器TFT - LCD面板設計的評估模塊。它能夠接受2.5V至6V的輸入電壓，并為面板提供三個偏置電源電壓和三個集成運算放大器。該模塊包含一個帶有集成低端FET的升壓轉換器、一個需要外部肖特基二極管的負電荷泵控制器以及一個完全集成的正電荷泵。支持升壓轉換器的外部無源元件包括電感器和電容器，而電荷泵的外部元件則主要是電容器。

二、性能規(guī)格

1. 電壓和電流范圍

注：(1) 假設 (SUP = V_{S})

這些規(guī)格為我們在設計和使用該模塊時提供了重要的參考依據(jù)。大家在實際應用中，是否會根據(jù)這些規(guī)格來調(diào)整自己的設計方案呢？

三、模塊定制

1. 定制電源

用戶可以根據(jù)設備數(shù)據(jù)手冊（SLVS723）更改相應的反饋電阻，從而改變每個電源軌的穩(wěn)壓輸出電壓。但要注意，不能超過每個輸出的最大電壓規(guī)格。此外，還可以使用替代的電容器、電感器和/或二極管。

• 電容器：使用替代電容器時，要確保至少使用數(shù)據(jù)手冊推薦的最小電容值，并且電容的額定電壓要適合應用。開關轉換器設計用于與陶瓷輸出電容器配合使用，使用具有較大等效串聯(lián)電阻（ESR）的非陶瓷輸出電容器可能會導致輸出紋波增大或電感式開關轉換器運行不穩(wěn)定。每個電荷泵的飛跨電容器和輸出電容器必須是陶瓷電容器。
• 電感器：選擇替代電感器時，要使用數(shù)據(jù)手冊中的設計方程來確保選擇合適的電感值，并且電感器的額定電流要適合所需的輸出電流。使用具有較大直流電阻的電感器會導致效率降低。
• 二極管：使用替代二極管時，要確保二極管的額定電流和功率符合數(shù)據(jù)手冊設計方程的要求。

2. 改變軟啟動時間

用戶可以分別通過改變ADLY引腳的C15和GDLY引腳的C14的值，來改變Vs（升壓轉換器）、VGL（負電荷泵）、VGH（正電荷泵）的軟啟動時間。當EN引腳變?yōu)楦唠娖綍r，Vs和VGL在ADLY引腳的C15設置的延遲時間后啟動。GDLY引腳的C14設置VGH在CTRL = 高電平時啟動的延遲時間。

四、模塊設置與測試

1. 連接和跳線

同時，各個引腳也有其特定的功能和連接要求，例如J1 - GND是負電荷泵（VGL）的接地返回連接，J4 - VIN是輸入電源正連接等。大家在實際操作中，是否遇到過因為跳線設置錯誤而導致模塊無法正常工作的情況呢？

2. 推薦測試設置

連接一個額定電流為5A或更大的電源，為J4和J3提供5V ±5%的電壓，J4上的電壓不要超過6V。雖然輸入電壓低至2.5V也可以工作，但最大輸出電流水平會降低。為了避免輸入電源線的電壓降，要使用粗規(guī)格的雙絞線連接J4和J3?？梢允褂秒妷罕砗?或示波器以及標準高阻抗電壓探頭來監(jiān)測輸出電壓。 在將EN引腳連接到JP1的VIN引腳來啟用IC之前，用戶必須確保跳線JP2 - JP9處于默認位置。當EN引腳連接到JP1的VIN引腳時，升壓轉換器（Vs）和負電荷泵（VGL）會在延遲ADLY后啟動。如果CTRL = 高，正電荷泵（VGH）會在EN變?yōu)楦唠娖胶笱舆tGDLY啟動。輸出電壓會在適當?shù)能泦訒r間和相對延遲后達到表1中的各自穩(wěn)壓電壓。可以在輸出J6（Vs）上連接電阻性或電子負載，而在輸出J2（VGL）和J8（VGH）上只能連接電阻性負載。超過表1中規(guī)定的輸出負載會導致輸出電壓超出穩(wěn)壓范圍。

3. 測試結果

測試結果如圖1所示，展示了模塊的啟動波形。通過觀察這些波形，我們可以更好地了解模塊的啟動過程和性能表現(xiàn)。

五、電路板布局

1. 布局建議

對于PCB電路板布局的完整信息，請參考TPS65165數(shù)據(jù)手冊（文獻編號SLVS723）。以下是一些布局要點：

• 首先在PCB上放置加粗列出的電源組件。
• 用寬的PCB走線來布置加粗列出的走線。
• 從Vin引腳直接到GND放置一個1μF的旁路電容器，因為這是內(nèi)部電路的電源引腳。
• 從SUP引腳直接到GND放置一個1μF的旁路電容器，因為這也是內(nèi)部電路的電源引腳。
• 使用短而寬的走線將SUP引腳連接到升壓轉換器Vs的輸出。
• 在靠近IC引腳的地方，從REF到AGND直接放置一個220nF的參考電容器。
• 負電荷泵在FBN和REF之間的反饋電阻需要大于40k。
• 由于VGL的電荷泵驅動引腳（DRVN）承載開關波形，因此要使用短走線。
• 將飛跨電容器盡可能靠近C1P、C1N和C2P、C2N引腳放置。
• 將QFN封裝的電源焊盤焊接到GND，并使用熱過孔來降低熱阻。

2. 電路板層

文檔還展示了TPS65165EVM - 233的頂層組件、頂層和底層的圖片，方便我們直觀地了解電路板的結構。

六、物料清單

文檔提供了詳細的物料清單，包括電容器、電感器、二極管、電阻器、IC等元件的數(shù)量、參考編號、值、描述、尺寸、部件編號和制造商等信息。這對于我們進行模塊的組裝和維修非常有幫助。

七、注意事項

1. 電壓范圍

要確保該EVM在4.5V至5.5V的輸入電壓范圍和14.7V至15.3V（Vs）的輸出電壓范圍內(nèi)運行。超過指定的輸入范圍可能會導致意外操作和/或對EVM造成不可逆轉的損壞。如果對輸入范圍有疑問，請在連接輸入電源之前聯(lián)系TI現(xiàn)場代表。

2. 負載范圍

施加超出指定輸出范圍的負載可能會導致意外操作和/或對EVM造成永久性損壞。在將任何負載連接到EVM輸出之前，請參考EVM用戶指南。如果對負載規(guī)格不確定，請聯(lián)系TI現(xiàn)場代表。

3. 溫度問題

在正常運行期間，一些電路組件的外殼溫度可能會超過85°C。只要保持輸入和輸出范圍，EVM設計為在某些組件高于85°C的情況下仍能正常運行。這些組件包括但不限于線性穩(wěn)壓器、開關晶體管、功率晶體管和電流感測電阻器?？梢允褂肊VM用戶指南中的EVM原理圖來識別這些設備。在操作過程中，將測量探頭靠近這些設備時，要注意這些設備可能會很燙。

總之，TPS65165EVM - 233評估模塊為TV和顯示器TFT - LCD面板的電源設計提供了一個可靠的解決方案。通過合理的定制、正確的設置和測試以及良好的電路板布局，我們可以充分發(fā)揮該模塊的性能。大家在使用這個模塊的過程中，有沒有什么獨特的經(jīng)驗或遇到的問題呢？歡迎在評論區(qū)分享。