探索TPS51916EVM - 746：DDR內(nèi)存電源解決方案的利器

在電子設(shè)計(jì)領(lǐng)域，為DDR2、DDR3、DDR3L和DDR4內(nèi)存系統(tǒng)提供高效、穩(wěn)定的電源解決方案至關(guān)重要。德州儀器（Texas Instruments）的TPS51916EVM - 746評(píng)估模塊（EVM）就是這樣一款值得關(guān)注的產(chǎn)品，它能幫助工程師們輕松評(píng)估TPS51916低壓差（LDO）穩(wěn)壓器的性能。

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一、TPS51916EVM - 746概述

1.1 設(shè)計(jì)目標(biāo)與應(yīng)用場(chǎng)景

TPS51916EVM - 746旨在利用12V穩(wěn)壓總線，在高達(dá)20A的負(fù)載電流下產(chǎn)生1.5V的VDDQ穩(wěn)壓輸出。它展示了TPS51916在典型DDR3應(yīng)用中的D - CAP2?模式操作。其典型應(yīng)用場(chǎng)景包括DDR2/DDR3L/DDR4內(nèi)存電源供應(yīng)，以及SSTL_18、SSTL_15、SSTL_135和HSTL終端。

1.2 產(chǎn)品特性

• D - CAP2?模式操作：采用全陶瓷VDDQ輸出電容，能有效提高電源的穩(wěn)定性和響應(yīng)速度。
• 高輸出電流：可提供20A的穩(wěn)態(tài)VDDQ輸出電流，滿足高負(fù)載需求。
• 支持預(yù)偏置啟動(dòng)：VDDQ支持預(yù)偏置啟動(dòng)，增強(qiáng)了系統(tǒng)的靈活性。
• 電源控制功能：SW1和SW2提供S3、S5電源控制，方便用戶進(jìn)行不同模式的切換。
• 可選外部電壓：提供可選的外部VLDOIN電壓，以實(shí)現(xiàn)更高的效率和靈活的操作。
• 便捷測(cè)試點(diǎn)：設(shè)有方便的測(cè)試點(diǎn)，便于探測(cè)關(guān)鍵波形，方便工程師進(jìn)行性能評(píng)估。

二、電氣性能規(guī)格

2.1 輸入特性

輸入電壓范圍方面，VIN為8 - 20V，V5IN為4.5 - 5.5V。最大輸入電流在VIN = 8V、IVDDQ = 20A時(shí)為4.21A，無(wú)負(fù)載輸入電流在Vin = 20V、IVDDQ = 0A時(shí)為0.1mA。

2.2 VDDQ輸出

VDDQ輸出電壓可根據(jù)不同內(nèi)存類型進(jìn)行調(diào)整，DDR3默認(rèn)設(shè)置下為1.5V，DDR2為1.8V，DDR3L為1.35V，DDR4為1.2V。其輸出電壓調(diào)節(jié)性能良好，線路調(diào)節(jié)（Vin = 8V - 20V）為0.2%，負(fù)載調(diào)節(jié)（Vin = 12V，IVDDQ = 0A - 20A）為0.5%。輸出電壓紋波在Vin = 12V、IVDDQ = 20A時(shí)為20mVpp，輸出負(fù)載電流范圍為0 - 20A，過(guò)流保護(hù)值為30A，開(kāi)關(guān)頻率為500kHz。在效率方面，峰值效率（Vin = 12V，1.5VDDQ/8A）可達(dá)90.93%，滿載效率（Vin = 12V，1.5VDDQ/20A）為87.3%。

2.3 VTT輸出

VTT輸出電壓與VTTREF相關(guān)，對(duì)于DDR2（0.9VTT）和DDR3（0.75VTT），輸出電流范圍為 - 2 - 2A；對(duì)于DDR3L（0.675VTT）和DDR4（0.6VTT），輸出電流范圍為 - 1.5 - 1.5A。VTT輸出對(duì)VTTREF的容差在不同條件下有所不同。

2.4 VTTREF輸出

VTTREF輸出電壓為VDDQSNS/2，輸出電流范圍為 - 10 - 10mA，其輸出對(duì)VDDQSNS的容差也有相應(yīng)規(guī)定。

三、測(cè)試設(shè)置

3.1 測(cè)試設(shè)備

• 電壓源：V5IN需為0 - 5V可變直流源，能提供1Adc；VIN需為0 - 20V可變直流源，能提供10Adc。
• 萬(wàn)用表：用于測(cè)量V5IN、VIN、VDDQ、VTT和VTTREF的電壓，以及VIN和V5IN的輸入電流。
• 輸出負(fù)載：需為電子恒阻模式負(fù)載，能在1.5V下提供0 - 20Adc的電流。
• 示波器：用于測(cè)量輸出紋波，需設(shè)置為1MΩ阻抗、20MHz帶寬、交流耦合、2μs/格水平分辨率、20mV/格垂直分辨率。
• 風(fēng)扇：由于部分組件在運(yùn)行時(shí)溫度可能接近60oC，建議使用200 - 400LFM的小風(fēng)扇降低組件溫度。

3.2 推薦測(cè)試設(shè)置

在ESD工作站工作時(shí)，要確保在給EVM通電前，將任何腕帶、靴帶或墊子連接到接地參考點(diǎn)。輸入連接方面，要限制V5IN和VIN的源電流，并將其初始設(shè)置為0V后按圖連接。輸出連接需將負(fù)載連接到J5并設(shè)置為恒阻模式，同時(shí)連接電壓表測(cè)量各輸出電壓。此外，要放置并開(kāi)啟風(fēng)扇，確?？諝饬鬟^(guò)EVM。

四、配置與測(cè)試程序

4.1 S3、S5啟用選擇

可通過(guò)開(kāi)關(guān)SW1和SW2啟用和禁用控制器，默認(rèn)設(shè)置是將SW1和SW2推到下方（OFF位置）禁用控制器。不同狀態(tài)下，VDDQ、VTTREF和VTT的狀態(tài)有所不同。

4.2 測(cè)試程序

4.2.1 線路/負(fù)載調(diào)節(jié)和效率測(cè)量程序

按照第4節(jié)和圖3設(shè)置EVM，確保負(fù)載設(shè)置為恒阻模式且電流為0Adc，將SW1和SW2置于OFF位置。依次增加V5IN和VIN電壓，將SW1和SW2推到ON位置啟用控制器，測(cè)量各輸出電壓和輸入電流。然后變化負(fù)載和VIN電壓，最后將SW1和SW2置于OFF位置，降低負(fù)載和電壓。

4.2.2 測(cè)試點(diǎn)列表

文檔列出了各測(cè)試點(diǎn)的名稱和功能，方便工程師進(jìn)行測(cè)試和監(jiān)測(cè)。

4.2.3 設(shè)備關(guān)機(jī)

依次關(guān)閉負(fù)載、V5IN和VIN以及風(fēng)扇。

五、性能數(shù)據(jù)和典型特性曲線

文檔提供了一系列典型性能曲線，包括DDR3 VDDQ效率、負(fù)載調(diào)節(jié)、線路調(diào)節(jié)、VTT負(fù)載調(diào)節(jié)、VTTREF負(fù)載調(diào)節(jié)、VTT壓差電壓、S5和S3啟用的開(kāi)啟/關(guān)閉情況、VDDQ輸出紋波、開(kāi)關(guān)節(jié)點(diǎn)、輸出瞬態(tài)以及VTT瞬態(tài)等。這些曲線直觀地展示了TPS51916EVM - 746在不同條件下的性能表現(xiàn)。

六、EVM組裝圖和PCB布局

TPS51916EVM - 746采用4層、2盎司銅電路板設(shè)計(jì)，文檔給出了頂層組裝圖、底層組裝圖以及各層銅層的布局圖，為工程師了解其內(nèi)部結(jié)構(gòu)和布線提供了詳細(xì)信息。

七、物料清單

文檔列出了TPS51916EVM - 746的物料清單，包括電容、MOSFET、電感、電阻和IC等元件的型號(hào)和數(shù)量，方便工程師進(jìn)行采購(gòu)和替換。

在使用TPS51916EVM - 746時(shí)，工程師們需要注意其適用范圍主要是工程開(kāi)發(fā)、演示或評(píng)估，并非面向普通消費(fèi)者的成品。同時(shí)，要嚴(yán)格按照用戶指南的要求操作，避免超出規(guī)定的輸入輸出范圍，以確保設(shè)備的安全和正常運(yùn)行。大家在實(shí)際使用過(guò)程中，是否遇到過(guò)類似電源模塊的一些特殊問(wèn)題呢？歡迎在評(píng)論區(qū)分享交流。