TPS61175EVM - 588 評(píng)估模塊：深入解析與設(shè)計(jì)指引

在電子工程師的日常工作中，選擇合適的電源轉(zhuǎn)換方案至關(guān)重要。今天，我們就來深入探討德州儀器（Texas Instruments）的 TPS61175EVM - 588 評(píng)估模塊，看看它在電源轉(zhuǎn)換領(lǐng)域能為我們帶來怎樣的驚喜。

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一、模塊概述

TPS61175EVM - 588 評(píng)估模塊旨在評(píng)估采用單端初級(jí)電感轉(zhuǎn)換器（SEPIC）架構(gòu)的分軌式 TPS61175 電源解決方案。它使用了 TPS61175 可調(diào)輸出升壓轉(zhuǎn)換器，搭配外部肖特基二極管、輸入輸出電容、飛跨電容、耦合電感、分軌電路以及相應(yīng)的反饋和補(bǔ)償組件，能夠?qū)?9V 至 24V 的輸入電壓轉(zhuǎn)換為穩(wěn)定的 12V 輸出電壓。

二、性能規(guī)格

不同輸入電壓下的性能

該模塊在不同輸入電壓下有著不同的性能表現(xiàn)。當(dāng)輸入電壓 (V{IN}=9.0V) 時(shí)，平均輸入電流 (I{IN(AVG)}) 在輸出電流 (IO = 750mA) 時(shí)最大為 1.3A，開關(guān)頻率 (f{SW}) 為 750kHz。輸出電壓 (VO) 標(biāo)稱值為 12V，在 8.5V < (V{IN}) < 9.5V 且 (IO = 400mA) 時(shí)，線路調(diào)整率為 1%；在 (V{IN}=9V) 且 50mA < (IO) < 375mA 時(shí)，負(fù)載調(diào)整率為 1.5%。輸出電壓紋波 (ΔV{O(PP)}) 在 (IO = 750mA) 且 (V{IN}=9V) 時(shí)最大為 150mV PP。

當(dāng)輸入電壓 (V{IN}=24.0V) 且安裝分軌電路時(shí)，平均輸入電流 (I{IN(AVG)}) 在 (I_O = 750mA) 時(shí)最大為 0.5A，開關(guān)頻率同樣為 750kHz。輸出電壓 (VO) 標(biāo)稱值為 24V，線路調(diào)整率和負(fù)載調(diào)整率在相應(yīng)條件下均為 1%，輸出電壓紋波 (ΔV{O(PP)}) 在 (IO = 750mA) 且 (V{IN}=24V) 時(shí)最大為 150mV PP。

思考

這些性能規(guī)格對于實(shí)際應(yīng)用有怎樣的影響呢？比如在不同輸入電壓下，輸入電流和輸出電壓的穩(wěn)定性會(huì)如何影響整個(gè)系統(tǒng)的性能？大家可以結(jié)合自己的項(xiàng)目需求來思考一下。

三、電路修改與設(shè)計(jì)參考

輸入電壓限制與修改

TPS61175 芯片和該評(píng)估模塊的絕對最大輸入電壓為 18V。若要輸入高于 18V 的電壓，必須移除電阻 R6，否則可能會(huì)損壞芯片。不過，可以添加分軌電路使功率級(jí)電壓達(dá)到更高水平。此外，該評(píng)估模塊預(yù)留了用于安裝分立線性穩(wěn)壓器的未焊接焊盤，可將輸入電壓擴(kuò)展至 24V。

設(shè)計(jì)示例參考

如果要設(shè)計(jì)分軌式 SEPIC 轉(zhuǎn)換器，可參考應(yīng)用筆記（SLVA384）。這為我們進(jìn)一步進(jìn)行相關(guān)設(shè)計(jì)提供了便利和方向。

四、連接與測試

輸入輸出連接

該評(píng)估模塊有多個(gè)連接點(diǎn)，不同的連接點(diǎn)適用于不同的電流情況。例如，J1 用于較低輸入電流（< 1A）的輸入電源正極連接，J2 用于較低輸出電流（< 1A）的設(shè)備正極輸出連接。對于較高輸入電流（> 1A），使用 J6 的引腳 1 作為輸入電源正極連接，引腳 2 作為輸入電源負(fù)極連接；對于較高輸出電流（> 1A），使用 J7 的引腳 2 作為負(fù)載正極連接，引腳 1 作為負(fù)載負(fù)極連接。此外，J5 的引腳 1 可用于外部時(shí)鐘同步信號(hào)輸入，若不使用需用短路跳線將其短接到 GND。

測試結(jié)果

測試結(jié)果展示了該評(píng)估模塊在不同條件下的性能。包括不同輸入電壓和輸出電流下的啟動(dòng)情況、PWM 操作、負(fù)載瞬態(tài)響應(yīng)以及環(huán)路增益和相位等。這些測試結(jié)果有助于我們了解模塊在實(shí)際應(yīng)用中的表現(xiàn)，為后續(xù)的設(shè)計(jì)和優(yōu)化提供依據(jù)。

五、電路板布局

電路板布局對于開關(guān)模式電源至關(guān)重要。該評(píng)估模塊的電路板布局將高頻噪聲的開關(guān)節(jié)點(diǎn)與對噪聲敏感的反饋電路隔離開來，并仔細(xì)規(guī)劃了高頻電流環(huán)路的走線。通過圖 9 至圖 13 可以看到 HPA326 印刷電路板的布局情況。若需要更多布局建議，可參考數(shù)據(jù)手冊（SLVS892）。

六、物料清單

該評(píng)估模塊的物料清單詳細(xì)列出了所需的各種組件，包括電容、二極管、電感、電阻、晶體管、集成電路等。每個(gè)組件都有其具體的參數(shù)和型號(hào)，方便我們進(jìn)行采購和替換。

七、重要注意事項(xiàng)

適用范圍與安全警告

該評(píng)估模塊僅用于工程開發(fā)、演示或評(píng)估目的，并非面向普通消費(fèi)者的成品。使用時(shí)，操作人員需具備電子專業(yè)知識(shí)并遵循良好的工程實(shí)踐標(biāo)準(zhǔn)。該模塊可能不符合歐盟關(guān)于電磁兼容性、有害物質(zhì)限制（RoHS）、回收（WEEE）、FCC、CE 或 UL 等指令的技術(shù)要求。

輸入輸出范圍限制

必須在 9V 至 24V 的輸入電壓范圍和 0V 至 12V 的輸出電壓范圍內(nèi)操作該評(píng)估模塊。超出指定輸入范圍可能導(dǎo)致意外操作和/或?qū)υu(píng)估模塊造成不可逆損壞；連接超出指定輸出范圍的負(fù)載可能導(dǎo)致意外操作和/或?qū)υu(píng)估模塊造成永久性損壞。

溫度注意事項(xiàng)

在正常運(yùn)行期間，部分電路組件的外殼溫度可能超過 85°C。只要保持輸入和輸出范圍，評(píng)估模塊設(shè)計(jì)為能夠在某些組件高于 85°C 的情況下正常運(yùn)行。在操作過程中，靠近這些高溫組件放置測量探頭時(shí)需注意其可能很燙。

綜上所述，TPS61175EVM - 588 評(píng)估模塊為我們提供了一個(gè)很好的電源轉(zhuǎn)換解決方案評(píng)估平臺(tái)。通過深入了解其性能規(guī)格、電路修改、連接測試、電路板布局和物料清單等方面，我們可以更好地將其應(yīng)用到實(shí)際項(xiàng)目中。大家在使用過程中遇到過哪些問題呢？歡迎在評(píng)論區(qū)分享交流。