探索TPS826xxEVM：用于電池供電便攜應(yīng)用的高性能評(píng)估模塊

在當(dāng)今的電子設(shè)計(jì)領(lǐng)域，電池供電的便攜式設(shè)備需求與日俱增。為了滿足這些設(shè)備對(duì)高效電源管理的要求，德州儀器（Texas Instruments）推出了TPS826xx系列高頻、同步、降壓式直流 - 直流轉(zhuǎn)換器。今天，我們就來深入了解一下配套的TPS826xxEVM - 646評(píng)估模塊（EVM）。

文件下載：TPS82671EVM-646.pdf

一、TPS826xx系列轉(zhuǎn)換器概述

TPS82671、TPS82672、TPS82675、TPS82690和TPS82695是一系列為電池供電的便攜式應(yīng)用優(yōu)化的高頻、同步、降壓式直流 - 直流轉(zhuǎn)換器。

1. 特點(diǎn)

• 寬輸入電壓范圍：輸入電壓范圍為2.3 V至4.8 V，能夠支持鋰離子（Li - Ion）電池供電的應(yīng)用，且具有擴(kuò)展的電壓范圍。
• 固定輸出電壓：提供不同的固定電壓輸出版本，滿足多樣化的應(yīng)用需求。
• 高輸出電流能力：TPS8267x系列支持高達(dá)600 mA的負(fù)載電流，TPS8269x系列支持高達(dá)500 mA的負(fù)載電流。
• 高頻運(yùn)行：TPS8267x以5.5 MHz的穩(wěn)壓頻率運(yùn)行，TPS8269x以4 MHz的穩(wěn)壓頻率運(yùn)行。
• 節(jié)能模式：在輕負(fù)載電流下進(jìn)入節(jié)能模式，通過將靜態(tài)電流降低至17 μA（典型值）來延長(zhǎng)電池壽命。
• 小尺寸解決方案：總解決方案尺寸小于6.7 (mm^{2})，非常適合空間受限的應(yīng)用。

2. 應(yīng)用領(lǐng)域

• 移動(dòng)設(shè)備：如手機(jī)、智能手機(jī)。
• 無線通信：WLAN、GPS和藍(lán)牙應(yīng)用。
• 電視調(diào)諧器：DTV調(diào)諧器。
• 負(fù)載點(diǎn)（PoL）應(yīng)用。

二、TPS826xxEVM - 646評(píng)估模塊

1. 訂購選項(xiàng)

2. 原理圖

評(píng)估模塊的原理圖清晰地展示了其電路結(jié)構(gòu)。通過原理圖，我們可以了解各個(gè)組件之間的連接關(guān)系，為后續(xù)的調(diào)試和優(yōu)化提供依據(jù)。

3. 連接器和測(cè)試點(diǎn)說明

• 輸入/輸出連接器
  • J1 VIN：是輸入電源的正連接，電源應(yīng)連接在J1和J3（GND）之間，輸入電壓必須在2.3 V至4.8 V之間。
  • J2 S +/S–：是轉(zhuǎn)換器輸入的感測(cè)連接，可連接電壓表、電源的感測(cè)連接或示波器。
  • J3 GND：是輸入電源的返回連接，與J1（VIN）配合使用。
  • J4 VOUT：是降壓轉(zhuǎn)換器的正輸出，輸出電壓為固定值，具體信息可參考相應(yīng)設(shè)備的數(shù)據(jù)手冊(cè)。
  • J5 S +/S–：是轉(zhuǎn)換器輸出的感測(cè)連接，可連接電壓表、電子負(fù)載的感測(cè)連接或示波器。
  • J6 GND：是轉(zhuǎn)換器的返回連接，負(fù)載可連接在J6和J4（VOUT）之間。
• 跳線和開關(guān)
  • JP1 ENABLE：用于啟用或禁用評(píng)估模塊上的轉(zhuǎn)換器。將短路棒放在ENABLE和ON之間可開啟轉(zhuǎn)換器，放在ENABLE和OFF之間則禁用轉(zhuǎn)換器。
  • JP2 MODE：用于啟用或禁用輕負(fù)載下的節(jié)能模式。將短路棒放在MODE和PWM之間可禁用節(jié)能模式，使轉(zhuǎn)換器在整個(gè)負(fù)載電流范圍內(nèi)以強(qiáng)制PWM模式運(yùn)行；放在MODE和PSM之間則啟用節(jié)能模式，設(shè)備在輕負(fù)載條件下以節(jié)能模式運(yùn)行。

三、測(cè)試配置

1. 硬件設(shè)置

典型的硬件測(cè)試配置包括示波器、電源、負(fù)載等設(shè)備與評(píng)估模塊的連接。正確的硬件連接是確保測(cè)試順利進(jìn)行的關(guān)鍵。

2. 測(cè)試步驟

• 靜電防護(hù)：由于評(píng)估模塊上的許多組件易受靜電放電（ESD）損壞，在操作時(shí)必須在ESD工作站工作，佩戴接地腕帶、靜電鞋套或使用防靜電墊，同時(shí)穿戴靜電服和安全眼鏡。
• 電源連接：將直流電源連接在評(píng)估模塊的J1和J2之間，輸入電壓范圍為2.3 V至4.8 V，并且盡量縮短輸入電源線并將其絞合。
• 輸出測(cè)量：將直流電壓表或示波器連接到評(píng)估模塊的輸出感測(cè)連接。
• 負(fù)載連接：可在評(píng)估模塊的J4和J6之間連接負(fù)載。
• 啟用轉(zhuǎn)換器：將短路棒放在JP1的ENABLE和ON之間以啟用轉(zhuǎn)換器。
• 模式選擇：通過跳線JP2，用戶可以在輕負(fù)載下的節(jié)能模式和強(qiáng)制PWM模式之間切換。

四、測(cè)試數(shù)據(jù)

1. 熱性能

評(píng)估模塊的熱性能是衡量其穩(wěn)定性和可靠性的重要指標(biāo)。通過對(duì)模塊頂部和底部的熱測(cè)量，我們可以了解其在不同工作條件下的溫度分布情況。典型的熱測(cè)量結(jié)果顯示，模塊在正常工作時(shí)的溫度分布在一定范圍內(nèi)，這為我們?cè)趯?shí)際應(yīng)用中進(jìn)行散熱設(shè)計(jì)提供了參考。

五、組裝圖紙和布局

評(píng)估模塊采用兩層、1盎司覆銅的印刷電路板（PCB）設(shè)計(jì)，所有組件都位于電路板的頂部有源區(qū)域。對(duì)于空間受限的系統(tǒng)，可以考慮將組件移到電路板的兩側(cè)或使用額外的內(nèi)部層來進(jìn)一步減小尺寸。需要注意的是，TPS8267x反饋（FB）引腳的連接建議直接連接到電感器，而不是直接連接到輸出電容器的Vout連接，這樣可以提供更好的瞬態(tài)響應(yīng)性能。

六、物料清單和標(biāo)記信息

1. 物料清單

詳細(xì)列出了評(píng)估模塊所需的各種組件，包括電容器、連接器、集成電路等，不同的EVM選項(xiàng)對(duì)應(yīng)不同的組件配置。

2. 標(biāo)記信息

明確了評(píng)估模塊的組裝編號(hào)和標(biāo)記文本，方便用戶識(shí)別和管理。

七、重要注意事項(xiàng)

在使用評(píng)估模塊時(shí)，需要注意以下幾點(diǎn)：

• 輸入輸出電壓范圍：必須在規(guī)定的輸入電壓范圍（1.8 V至4.8 V）和輸出電壓范圍（1.2 V至1.8 V）內(nèi)操作，超出范圍可能導(dǎo)致意外操作和不可逆損壞。
• 熱管理：在正常運(yùn)行期間，一些電路組件的外殼溫度可能會(huì)超過+60°C，操作時(shí)要注意避免觸摸這些組件。
• 靜電防護(hù)：始終遵循靜電防護(hù)措施，防止組件受到靜電損壞。

通過對(duì)TPS826xxEVM - 646評(píng)估模塊的深入了解，我們可以更好地評(píng)估TPS826xx系列轉(zhuǎn)換器的性能，為電池供電的便攜式應(yīng)用設(shè)計(jì)提供有力的支持。你在使用類似評(píng)估模塊時(shí)遇到過哪些問題呢？歡迎在評(píng)論區(qū)分享你的經(jīng)驗(yàn)。