TPS6126x低輸入電壓升壓轉(zhuǎn)換器評(píng)估模塊使用指南

在電子設(shè)計(jì)中，電源管理模塊的性能對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的穩(wěn)定性和效率至關(guān)重要。今天，我們就來(lái)深入了解一下德州儀器（Texas Instruments）的TPS6126x低輸入電壓升壓轉(zhuǎn)換器評(píng)估模塊（EVM）。

文件下載：TPS61260EVM-673.pdf

一、TPS6126x簡(jiǎn)介

TPS6126x系列器件為單節(jié)或雙節(jié)堿性、鎳鎘（NiCd）或鎳氫（NiMH）電池供電的產(chǎn)品提供了電源解決方案，同時(shí)也適用于高輸出阻抗電池類(lèi)型（如紐扣電池）供電的產(chǎn)品。它基于準(zhǔn)固定頻率、脈沖寬度調(diào)制（PWM）控制器，并采用同步整流技術(shù)以實(shí)現(xiàn)最高效率。在低負(fù)載電流下，轉(zhuǎn)換器會(huì)進(jìn)入省電模式，確保在寬負(fù)載電流范圍內(nèi)都能保持高效率。其開(kāi)關(guān)中的最大平均電流限制在典型值300 mA。輸出電壓可以通過(guò)外部電阻分壓器進(jìn)行編程，也可以在芯片內(nèi)部固定。此外，平均輸出電流也可以進(jìn)行編程，轉(zhuǎn)換器會(huì)調(diào)節(jié)編程的輸出電壓或輸出電流，以滿足較低的輸出功率需求。該器件采用6引腳、2×2 mm的SON PowerPAD?封裝（DRV）。

二、評(píng)估時(shí)的注意事項(xiàng)

模式轉(zhuǎn)換與波形

TPS6126x具有電壓環(huán)路、電流環(huán)路、PFM環(huán)路和突發(fā)模式。在這些模式轉(zhuǎn)換過(guò)程中，操作是無(wú)縫的，但我們可以看到波形在不同模式之間進(jìn)行調(diào)整，可能會(huì)顯得有些不穩(wěn)定。當(dāng)輸入電壓接近輸出電壓時(shí)，占空比會(huì)減小，直到達(dá)到最小導(dǎo)通時(shí)間，然后開(kāi)關(guān)頻率會(huì)降低。進(jìn)一步增加輸入電壓會(huì)使輸出電壓高于調(diào)節(jié)值，器件進(jìn)入突發(fā)模式。對(duì)于低輸入電壓，占空比會(huì)增加并過(guò)渡到突發(fā)模式，這會(huì)增加紋波電壓。增加負(fù)載可能會(huì)使IC進(jìn)入平均電流模式，通常意味著退出電壓調(diào)節(jié)而進(jìn)入電流模式，從而改變占空比和頻率。

輸入電壓與輸出電流

在較低輸入電壓（<1 V）時(shí)，最大輸出電流小于100 mA，具體情況可參考TPS61260/1數(shù)據(jù)手冊(cè)（SLVSA99）中的圖表。

電源阻抗與電容

要考慮電源的阻抗，對(duì)于較高阻抗和較大負(fù)載，應(yīng)考慮增加更多的輸入電容。此外，根據(jù)負(fù)載是電阻性負(fù)載還是恒流負(fù)載，波形可能會(huì)有所不同。

三、性能規(guī)格總結(jié)

四、測(cè)試總結(jié)

測(cè)試設(shè)備

• 可調(diào)直流電源，電壓范圍為0.8 V至4 V，電流限制設(shè)置為~450 mA。
• 負(fù)載：系統(tǒng)負(fù)載或電阻性負(fù)載≥33 Ω。
• 三個(gè)Fluke 75數(shù)字萬(wàn)用表（DMM）（或等效或更好的型號(hào)）。
• 示波器，型號(hào)為T(mén)DS222（或等效或更好的型號(hào)）。

設(shè)備和EVM設(shè)置

按照表1的設(shè)置進(jìn)行I/O連接和配置，同時(shí)參考圖1進(jìn)行設(shè)備連接。將示波器設(shè)置為200 ns/div，正觸發(fā)，CH1為直流耦合，1 V/div；CH2為交流耦合，10 mV/div?？梢蕴砑宇~外的通道或移動(dòng)探頭來(lái)查看Vin和Ven。電阻性負(fù)載可以用系統(tǒng)負(fù)載或十進(jìn)負(fù)載箱代替，以在1 kΩ至33 Ω之間改變負(fù)載。

測(cè)試步驟（輸入：一節(jié)堿性電池（1.5 V）或等效電源）

1. 確保EVM按照表1和圖1進(jìn)行設(shè)置，并且電源預(yù)設(shè)為1.5 Vdc，電流限制約為350 mA。
2. 打開(kāi)輸入電源，驗(yàn)證輸入電壓約為1.5 Vdc（DMM#1），輸出電壓在3.15 Vdc至3.4 Vdc之間（DMM#2）。
3. 查看CH1和CH2，驗(yàn)證占空比在54%至60%之間，紋波小于10 mV。注意，占空比是導(dǎo)通時(shí)間（低電平）除以周期。
4. 將JP1上的跳線從ON移到OFF，驗(yàn)證升壓轉(zhuǎn)換器是否被禁用。
5. 移除JP1-OFF上的跳線并放置在JP1-ON上，驗(yàn)證轉(zhuǎn)換器是否重新啟動(dòng)。
6. 改變輸入電壓和負(fù)載，以了解EVM的性能。當(dāng)輸入電壓降至約0.8 V時(shí)，EVM的輸出會(huì)切斷；當(dāng)輸入接近3.3 V時(shí)，電路會(huì)進(jìn)入PFM模式。

五、原理圖、物理布局和物料清單

原理圖

原理圖展示了TPS6126x EVM的電路連接，包括輸入電壓范圍、輸出電壓范圍、電容、電感、電阻等元件的連接方式。

物理布局

包括組裝層、頂層和底層的布局圖，展示了各個(gè)元件在電路板上的位置。

物料清單

詳細(xì)列出了EVM中使用的各種元件，包括電容、電感、電阻、IC等的型號(hào)、規(guī)格和制造商。

六、重要注意事項(xiàng)

評(píng)估板使用限制

該評(píng)估板僅用于工程開(kāi)發(fā)、演示或評(píng)估目的，并非適合一般消費(fèi)者使用的成品。處理該產(chǎn)品的人員必須具備電子技術(shù)培訓(xùn)，并遵守良好的工程實(shí)踐標(biāo)準(zhǔn)。該評(píng)估板可能不符合歐盟關(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。

保修政策

如果評(píng)估板不符合用戶指南中規(guī)定的規(guī)格，可以在交付日期起30天內(nèi)退回以獲得全額退款。

安全注意事項(xiàng)

• 操作EVM時(shí)，輸入電壓應(yīng)在0.8 V至4 V之間，輸出電壓應(yīng)在1.8 V至4 V之間。超出指定輸入范圍可能導(dǎo)致意外操作和/或?qū)VM造成不可逆轉(zhuǎn)的損壞。
• 施加超出指定輸出范圍的負(fù)載可能導(dǎo)致意外操作和/或?qū)VM造成永久性損壞。
• 在正常操作期間，一些電路組件的外殼溫度可能會(huì)超過(guò)50°C。在操作過(guò)程中，將測(cè)量探頭靠近這些設(shè)備時(shí)，要注意它們可能會(huì)很燙。

通過(guò)對(duì)TPS6126x低輸入電壓升壓轉(zhuǎn)換器評(píng)估模塊的詳細(xì)了解，我們可以更好地利用它進(jìn)行電源管理設(shè)計(jì)。大家在實(shí)際應(yīng)用中遇到過(guò)哪些電源管理方面的問(wèn)題呢？歡迎在評(píng)論區(qū)分享交流。