TPS54395降壓轉換器評估模塊使用指南

在電子設計領域，降壓轉換器是一種常見且關鍵的元件。今天我們就來深入了解一下德州儀器（Texas Instruments）的TPS54395降壓轉換器評估模塊（TPS54395EVM - 057）。

文件下載：TPS54395EVM-057.pdf

1. TPS54395概述

TPS54395是一款雙路、自適應導通時間、D - CAP2?模式的同步降壓轉換器，它的一大優(yōu)勢是所需的外部元件數(shù)量較少。其D - CAP2控制電路針對低等效串聯(lián)電阻（ESR）輸出電容（如POSCAP、SP - CAP或陶瓷電容）進行了優(yōu)化，具備快速瞬態(tài)響應能力，且無需外部補償。內部設定的開關頻率標稱值為700 kHz，高側和低側開關MOSFET以及柵極驅動電路都集成在TPS54395封裝內。MOSFET的低漏源導通電阻使得該轉換器能夠實現(xiàn)高效率，并有助于在高輸出電流時保持較低的結溫。此外，它還具備自動跳過Eco - mode?操作，可提高輕載效率。

2. 性能規(guī)格總結

3. 模塊修改

3.1 輸出電壓設定點

若要更改評估模塊的輸出電壓，可改變反饋分壓器頂部電阻R1或R3的值?？蓞⒖紙D5 - 1中的頂層組件來定位靠近輸出連接器的電阻。改變R1或R3的值可使輸出電壓高于0.765 V，特定輸出電壓下R1或R3的值可通過公式(V{OUT 1}=0.765 V times(1+frac{R 1}{R 2}))；(V{OUT 2}=0.765 V times(1+frac{R 3}{R 4}))計算。表3 - 1列出了一些常見輸出電壓對應的R1或R3值。對于1.8 V及以上的輸出電壓，可能需要一個前饋電容（C21或C20）來改善相位裕度，印刷電路板上提供了該組件的焊盤。

3.2 輸出濾波器和閉環(huán)響應

TPS54395依靠輸出濾波器特性來確?？刂骗h(huán)路的穩(wěn)定性。表3 - 1給出了常見輸出電壓推薦的輸出濾波器組件。其他輸出濾波器組件值也可能提供可接受的閉環(huán)特性。R11和R12方便用于斷開控制環(huán)路并測量閉環(huán)響應。

4. 測試設置與結果

4.1 輸入/輸出連接

4.2 啟動程序

啟動評估模塊時，需按以下步驟操作：

1. 確保J4和/或J5（啟用控制）的跳線設置在ENx到off。
2. 將適當?shù)?VIN)電壓施加到J1的VIN和PGND端子。
3. 將J4和/或J5（啟用控制）的跳線移至覆蓋ENx和on，評估模塊將啟用相應的輸出電壓。

4.3 效率

文檔中給出了轉換器1和轉換器2在不同輸入電壓和輸出電流下的效率曲線，包括正常負載和輕載情況。從曲線中我們可以直觀地看到效率隨輸入電壓和輸出電流的變化情況，這對于評估轉換器在不同工作條件下的性能非常有幫助。

4.4 負載調整率

分別展示了轉換器1和轉換器2的負載調整率曲線。轉換器1的負載調整率獨立于轉換器2的負載，而對于5 V輸入電壓，轉換器2的負載調整率會受到轉換器1負載的影響。

4.5 線路調整率

給出了轉換器1和轉換器2的線路調整率曲線，反映了輸出電壓隨輸入電壓變化的情況。

4.6 負載瞬態(tài)響應

展示了轉換器1和轉換器2對負載瞬態(tài)的響應曲線，幫助我們了解轉換器在負載突然變化時的動態(tài)性能。

4.7 輸出電壓紋波

分別給出了轉換器1和轉換器2在額定滿載和Eco - mode無負載時的輸出電壓紋波曲線，有助于評估輸出電壓的穩(wěn)定性。

4.8 輸入電壓紋波

展示了TPS54395EVM的輸入電壓紋波曲線，輸出電流為各通道的額定滿載電流。

4.9 啟動

給出了轉換器1和轉換器2相對于(V_{IN})和ENx的啟動波形，幫助我們了解轉換器的啟動特性。

5. 電路板布局

TPS54395EVM的電路板布局通過圖5 - 1至圖5 - 6展示。頂層包含VIN和VOUTx的主要功率走線，還有TPS54395引腳的連接以及大面積的接地。許多信號走線也位于頂層，輸入去耦電容盡可能靠近IC。輸入和輸出連接器、測試點以及所有組裝組件都位于頂層。頂層提供了一個模擬接地（GND）區(qū)域，模擬接地（GND）和功率接地（PGND）在頂層靠近IC的單點連接。其他層主要是功率接地，但底層有一些走線用于連接SSx和ENx的測試點。

6. 原理圖、物料清單和參考

6.1 原理圖

圖6 - 1給出了TPS54395EVM的原理圖，詳細展示了各個組件的連接方式。

6.2 物料清單

表6 - 1列出了評估模塊的物料清單，包括組件的數(shù)量、參考設計號、值、描述、尺寸、零件編號和制造商等信息。當輸出電壓設置高于4 V時，C14 - C19必須更換為具有更高額定電壓的電容器。

6.3 參考

文檔提供了參考資料，即Texas Instruments的TPS54395相關文檔，為進一步了解該轉換器提供了依據(jù)。

總的來說，TPS54395降壓轉換器評估模塊是一個功能強大且性能優(yōu)良的模塊，通過對其各個方面的了解，我們可以更好地在實際設計中應用它。各位電子工程師在使用過程中，不妨多參考這些數(shù)據(jù)和曲線，根據(jù)實際需求進行調整和優(yōu)化。大家在使用TPS54395的過程中遇到過哪些問題呢？歡迎在評論區(qū)分享交流。