探索 TPS61130EVM 評(píng)估模塊：設(shè)計(jì)與應(yīng)用全解析
探索 TPS61130EVM 評(píng)估模塊：設(shè)計(jì)與應(yīng)用全解析
一、引言
在電子設(shè)計(jì)領(lǐng)域，高效的電源管理模塊至關(guān)重要。德州儀器（Texas Instruments）的 TPS61130EVM 評(píng)估模塊（EVM），為工程師們提供了一個(gè)評(píng)估 TPS61130 系列設(shè)備性能的絕佳平臺(tái)。這個(gè)模塊是一款高效的 SEPIC 轉(zhuǎn)換器，集成了 LDO，專為單節(jié)鋰離子電池輸入而設(shè)計(jì)，能輸出雙路電壓，在眾多電子設(shè)備的電源設(shè)計(jì)中具有廣泛的應(yīng)用前景。
文件下載：TPS61130EVM-206.pdf
二、重要注意事項(xiàng)
產(chǎn)品變更與保修
TI 保留對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行修改、改進(jìn)等操作的權(quán)利，并且可能隨時(shí)停止產(chǎn)品供應(yīng)而不另行通知?？蛻粼谙聠吻皯?yīng)獲取最新信息，并確認(rèn)其準(zhǔn)確性和完整性。TI 對(duì)硬件產(chǎn)品提供符合銷售時(shí)規(guī)格的標(biāo)準(zhǔn)保修，但并非對(duì)每個(gè)產(chǎn)品的所有參數(shù)都進(jìn)行測(cè)試。
EVM 使用限制
該評(píng)估套件僅用于工程開發(fā)或評(píng)估目的，不適合商業(yè)使用。它可能在設(shè)計(jì)、營(yíng)銷和制造相關(guān)的保護(hù)措施方面存在不足，例如產(chǎn)品安全措施。此外，作為原型產(chǎn)品，它可能不符合歐盟電磁兼容性指令的技術(shù)要求。
退貨政策
如果評(píng)估套件不符合用戶指南中的規(guī)格，可在交付日期起 30 天內(nèi)退貨并獲得全額退款。這是賣方提供的唯一保修，替代所有其他明示、暗示或法定保修。
用戶責(zé)任
用戶需對(duì)產(chǎn)品的正確和安全處理負(fù)責(zé)，并對(duì) TI 因產(chǎn)品處理或使用而產(chǎn)生的所有索賠進(jìn)行賠償。同時(shí)，用戶要注意產(chǎn)品可能不符合監(jiān)管要求或未獲得相關(guān)認(rèn)證，并且由于產(chǎn)品的開放式結(jié)構(gòu)，需采取適當(dāng)?shù)撵o電放電預(yù)防措施。
三、EVM 警告與限制
電壓范圍限制
EVM 的輸入電壓應(yīng)在 3.0 V 至 5.5 V 之間，SEPIC 輸出電壓范圍為 2.5 V 至 5.5 V，LDO 輸出電壓范圍為 0.9 V 至 5.5 V。超出指定輸入范圍可能導(dǎo)致意外操作或?qū)?EVM 造成不可逆損壞；連接超出指定輸出范圍的負(fù)載可能導(dǎo)致意外操作或永久性損壞。若對(duì)輸入或負(fù)載規(guī)格有疑問(wèn)，應(yīng)聯(lián)系 TI 現(xiàn)場(chǎng)代表。
高溫部件注意
在正常運(yùn)行期間，一些電路組件的外殼溫度可能超過(guò) 85°C。只要保持輸入和輸出范圍，EVM 設(shè)計(jì)為允許某些組件在高于 60°C 的溫度下正常運(yùn)行。這些組件包括線性穩(wěn)壓器、開關(guān)晶體管、傳輸晶體管和電流感測(cè)電阻器等。在操作過(guò)程中靠近這些設(shè)備放置測(cè)量探頭時(shí)，要注意它們可能會(huì)很燙。
四、評(píng)估模塊概述
功能特點(diǎn)
TPS61130EVM 專為鋰離子電池輸入（3.0 V 至 4.2 V）而優(yōu)化設(shè)計(jì)。默認(rèn)情況下，SEPIC 輸出電壓為 3.3 V，能夠提供 300 mA 的電流；LDO 輸出電壓為 1.5 V，可提供 200 mA 的電流。通過(guò)調(diào)整適當(dāng)?shù)姆答?a target="_blank">電阻分壓器，還可以輕松修改輸出電壓，SEPIC 轉(zhuǎn)換器的輸出電壓可設(shè)置在 2.5 V 至 5.5 V 之間，LDO 的輸出電壓可設(shè)置在 0.9 V 至 5.5 V 之間。
相關(guān)文檔
除了本用戶指南外，還可參考 TPS61130 數(shù)據(jù)手冊(cè)（SLVS431），其中包含了 TPS6113x 設(shè)備系列的各種固定輸出電壓選項(xiàng)以及調(diào)整輸出電壓的詳細(xì)信息。
五、設(shè)置與操作
輸入/輸出連接器說(shuō)明
- J1 - VBAT：連接到輸入電源的正極，為減少 EMI 傳輸，輸入電源的引線應(yīng)絞合且盡量短。
- J2 - GND：輸入電源的返回連接。
- J3 - VOUT：SEPIC 電源輸出的正極，連接到負(fù)載的正輸入。
- J4 - GND：SEPIC 電源輸出的負(fù)極，連接到負(fù)載的負(fù)輸入。
- J5 - LDOOUT：LDO 電源輸出的正極，連接到負(fù)載的正輸入。
- J6 - GND：LDO 電源輸出的負(fù)極，連接到負(fù)載的負(fù)輸入。
- J7 - PGOOD, LBO：引腳 1 是 TPS61130 的 PGOOD 輸出，引腳 2 是 LBO 輸出，兩個(gè)信號(hào)通過(guò) PCB 上的 1-MΩ 電阻上拉到 Vout。
- JP1 - SKIPEN：通過(guò)將短路跳線連接到 ON 或 OFF 位置來(lái)啟用或禁用 SKIPEN。SKIPEN 設(shè)置為 ON 時(shí)，設(shè)備在輕負(fù)載下進(jìn)入更高效的脈沖跳過(guò)模式。
- JP2 - EN：?jiǎn)⒂煤徒?EVM 的 SEPIC 部分。
- JP3 - LDOEN：?jiǎn)⒂煤徒?EVM 的 LDO 部分。
- JP4 - LDOIN：連接到 TPS61130 集成 LDO 的輸入。短接 VBAT 引腳和中心引腳可將 EVM 的 VBAT 輸入連接到 TPS61130 的 LDOIN；短接 VOUT 引腳和中心引腳可將 EVM 的 VOUT 引腳連接到 TPS61130 的 LDOIN。也可移除該跳線，通過(guò)直接將電壓源連接到 JP4 的中心引腳，向 LDO 輸入施加高達(dá) 5.5 V 的電壓。
設(shè)置步驟
- 在 J1 和 J2 之間連接輸入電源，電壓范圍應(yīng)保持在 3.0 V 至 5.5 V 之間。
- 在 J3 和 J4 之間連接 SEPIC 轉(zhuǎn)換器的負(fù)載。
- 在 J5 和 J6 之間連接 LDO 的負(fù)載。
- 將 SKIPEN 跳線配置為所需設(shè)置。
- 配置 JP4 以從所需源為 LDO 供電。
操作流程
EVM 針對(duì)鋰離子電池輸入電壓范圍（3.0 V 至 4.2 V）進(jìn)行了優(yōu)化。連接輸入和輸出連接，并將 SKIPEN 跳線（JP1）設(shè)置為所需設(shè)置后，打開輸入電源，然后使用 JP2 和 JP3 按需啟用輸出。當(dāng)輸入電源電壓降至 2.9 V 以下時(shí)，LBI 引腳上的電阻分壓器會(huì)觸發(fā) LBO 輸出。
六、電路板布局
布局重要性
對(duì)于所有開關(guān)模式電源來(lái)說(shuō)，電路板布局至關(guān)重要。TPS61130EVM–206 的電路板布局經(jīng)過(guò)精心設(shè)計(jì)，高頻開關(guān)和高電流節(jié)點(diǎn)較短，并與對(duì)噪聲敏感的反饋電路隔離。同時(shí)，對(duì)高頻電流環(huán)路的布線也給予了特別關(guān)注。具體的布局指南可參考數(shù)據(jù)手冊(cè)。
布局圖示
文檔中提供了 TPS61130EVM–206 PWB 的頂層、底層和頂部組件布局圖，方便工程師進(jìn)行參考和分析。
七、原理圖與物料清單
原理圖
TPS61130EVM–206 的原理圖展示了電路的詳細(xì)連接和設(shè)計(jì)，為工程師理解電路原理和進(jìn)行后續(xù)的設(shè)計(jì)修改提供了重要依據(jù)。
物料清單
| COUNT | Ref Des | DESCRIPTION | SIZE | MFR | PART NUMBER |
|---|---|---|---|---|---|
| 3 | C1, C5, C6 | Capacitor, ceramic, 2.2- μ F, 6.3-V, X5R, 10% | 805 | Murata | GRM21BR60J225KC01B |
| 1 | C3 | Capacitor, ceramic, 10- μ F, 6.3-V, X5R, 10% | 805 | Murata | GRM21BR60J106KE01 |
| 1 | C4 | Capacitor, tantalum, 120- μ F, 10-V, 140-m Ω , 20% | 7343 (D) | Vishay | 595D127X0010D2T |
| 1 | C7 | Capacitor, ceramic, 22- μ F, 10-V, X5R, 10% | 1210 | Murata | GRM32ER61A226KA65 |
| 7 | J1– J7 | Header, 2-pin, 100-mil spacing, (36-pin strip) | 0.100 In x 2 In | Sullins | PTC36SAAN |
| 4 | JP1–JP4 | Header, 3-pin, 100-mil spacing, (36-pin strip) | 0.100 In x 3 In | Sullins | PTC36SAAN |
| 1 | L1 | Inductor, SMT, 22- μ H, 811-mA, 429-m Ω | 0.300 In x 0.300 In | Coiltronics | DRQ74–220 |
| 1 | R1 | Resistor, chip, 845-k Ω , 1/16-W, 1% | 603 | Std | Std |
| 3 | R2, R4, R6 | Resistor, chip, 178-k Ω , 1/16-W, 1% | 603 | Std | Std |
| 3 | R3, R7, R9 | Resistor, chip, 1-M Ω , 1/16-W, 1% | 603 | Std | Std |
| 1 | R5 | Resistor, chip, 357-k Ω , 1/16-W, 1% | 603 | Std | Std |
| 1 | U1 | IC, single cell or dual cell Li-Ion boost/sepic converter | TSSOP-16 | TI | TPS61130PW |
| 1 | –– | PCB, 2.6 In x 1.6 In x 0.062 In | Any | SLVP206 | |
| 4 | –– | Shunt, 100-mil, black | 0.100 In | 3M | 929950–00 |
這份物料清單詳細(xì)列出了評(píng)估模塊中使用的各種組件的數(shù)量、參考編號(hào)、描述、尺寸、制造商和零件編號(hào)，為工程師進(jìn)行物料采購(gòu)和電路組裝提供了清晰的指導(dǎo)。
八、總結(jié)
TPS61130EVM 評(píng)估模塊為電子工程師提供了一個(gè)全面評(píng)估 TPS61130 系列設(shè)備性能的平臺(tái)。通過(guò)了解其特點(diǎn)、設(shè)置方法、電路板布局以及原理圖和物料清單，工程師可以更好地利用這個(gè)模塊進(jìn)行電源管理電路的設(shè)計(jì)和優(yōu)化。在實(shí)際應(yīng)用中，工程師還需根據(jù)具體需求，結(jié)合相關(guān)文檔和指南，合理調(diào)整參數(shù)，確保電路的穩(wěn)定性和可靠性。你在使用 TPS61130EVM 評(píng)估模塊的過(guò)程中遇到過(guò)哪些問(wèn)題呢？歡迎在評(píng)論區(qū)分享你的經(jīng)驗(yàn)和見解。
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