探索 TPS65100EVM - 030 評估模塊：功能、測試與設(shè)計要點

一、引言

在電子設(shè)計領(lǐng)域，評估模塊對于工程師了解和驗證芯片性能至關(guān)重要。TPS65100EVM - 030 評估模塊是德州儀器（TI）推出的一款用于評估 TPS65100 多通道輸出 IC 的工具。它能為工程師提供直觀的方式來測試和優(yōu)化電路設(shè)計。接下來，我們將深入探討這個評估模塊的各個方面。

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二、TPS65100EVM - 030 概述

（一）功能用途

TPS65100EVM - 030 采用 TPS65100 多通道輸出 IC，主要為 LCD 提供三個電源軌，同時配備線性調(diào)節(jié)器控制器以提供 3.3V 電壓，還有 VCOM 緩沖器。其主要目標(biāo)是方便用戶對 TPS65100 進行評估。

（二）性能規(guī)格

在不同輸入輸出條件下，該評估模塊有不同的性能表現(xiàn)。

• 輸入電壓 3.3V，VOUT1 為 10V 時：VIN 范圍是 2.7 - 4.0V，典型值 3.3V；VOUT1 范圍 9.85 - 10.15V，典型值 10V；VOUT2 范圍 - 5.10 - - 4.90V，典型值 - 5V；VOUT3 范圍 22.5 - 23.5V，典型值 23V；VOUT4 需 VIN ≥ 3.7V 正常工作，此處未列出典型值；VCOM 范圍 4.92 - 5.07V，典型值 5V。
• 輸入電壓 5V，VOUT1 為 13.5V 時：VIN 范圍 4.0 - 5.8V，典型值 5V；VOUT1 范圍 13.30 - 13.70V，典型值 13.5V；VOUT2 范圍 - 7.11 - - 6.86V，典型值 - 7V；VOUT3 范圍 22.5 - 23.5V，典型值 23V；VOUT4 范圍 3.2 - 3.4V，典型值 3.3V；VCOM 范圍 6.65 - 6.85V，典型值 6.75V。

（三）可修改性

該評估模塊為方便用戶定制，采用 603 或更大封裝的器件，實際應(yīng)用可能占用更少的電路板空間。不過，更改組件可能會影響性能，例如使用直流電阻較大的電感會降低主升壓轉(zhuǎn)換器的效率；使用 Beta 較低或封裝較小的 BJT 會限制線性調(diào)節(jié)器的總輸出電流。主升壓轉(zhuǎn)換器需要外部補償組件（R7、C11）來保證穩(wěn)定性，且該評估模塊針對 3.3V 輸入電壓進行了優(yōu)化，若使用不同的輸入或輸出電壓，需重新補償以確保在整個負載和溫度范圍內(nèi)穩(wěn)定運行。

三、EVM 操作

（一）輸入輸出連接

• J1 - VIN：連接輸入電源的正極，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 - VOUT1：設(shè)備主升壓轉(zhuǎn)換器的正輸出。
• J4 - GND：主升壓轉(zhuǎn)換器負載的返回連接。
• J5 - VCOM：VCOM 緩沖器的正輸出。
• J6 - GND：VCOM 緩沖器負載的返回連接。
• J7 - VCOMIN：VCOM 緩沖器的輸入連接。
• J8 - VOUT4：3.3V 線性調(diào)節(jié)器的輸出。
• J9 - GND：線性調(diào)節(jié)器負載的返回連接。
• J10 - VOUT2：反相電荷泵的負輸出。
• J11 - GND：反相電荷泵負載的返回連接。
• J12 - VOUT3：正電荷泵的正輸出。
• J13 - GND：正電荷泵負載的返回連接。
• JP1 - Mode：電荷泵模式引腳連接器，通過安裝或移除跳線及是否填充 C16 可選擇電壓倍增器或電壓三倍器模式。
• JP2 - Enable (EN)：主升壓轉(zhuǎn)換器（VOUT1）的使能引腳，通過跳線連接不同引腳可啟用或禁用設(shè)備。
• JP3 - Enable Regulator (ENR)：線性調(diào)節(jié)器（VOUT4）的使能引腳，同樣通過跳線操作來控制設(shè)備的啟用或禁用。

（二）測試設(shè)置

該評估模塊的絕對最大輸入電壓為 6V，TPS65100 設(shè)計的最大輸入電壓為 5.8V。測試時，連接輸出電壓為 3.3V、電流限制至少為 3A 的電源，短接 JP2 和 JP3 的 1 - 2 引腳以啟用主升壓轉(zhuǎn)換器和線性調(diào)節(jié)器，并連接不超過各輸出最大負載的負載。

（三）測試結(jié)果

• 效率：使用 CDRH5D28 - 4R2 電感時，TPS65100 VOUT1 有相應(yīng)的效率結(jié)果，選擇不同電感效率可能會有 ± 5% 的變化。
• 負載瞬態(tài)：分別給出了輸入電壓為 3.3V、VOUT 為 10V 和輸入電壓為 5V、VOUT 為 13.5V 時主升壓轉(zhuǎn)換器的負載瞬態(tài)情況。

四、電路板布局

電路板布局對于開關(guān)模式電源至關(guān)重要。TPS65100EVM - 030 的布局中，高頻噪聲的開關(guān)節(jié)點與對噪聲敏感的反饋電路隔離，并且對高頻電流回路的布線進行了精心設(shè)計。具體的布局圖包括頂層組裝層、頂層布線和底層布線，更多詳細的布局指南可參考數(shù)據(jù)手冊。

五、物料清單和原理圖

（一）物料清單

根據(jù)不同的輸入輸出條件，給出了相應(yīng)的物料清單。當(dāng)輸入電壓為 3.3V、VOUT1 為 10V 和輸入電壓為 5V、VOUT1 為 13.5V 時，部分組件參數(shù)有所不同，例如電容 C5 的容值、電阻 R2 和 R3 的阻值等。

（二）原理圖

提供了輸入電壓為 3.3V、VOUT1 為 10V 時的 TPS65100EVM - 030 原理圖，工程師可以根據(jù)該原理圖進一步分析電路工作原理。

六、注意事項

（一）使用范圍

該評估套件僅用于工程開發(fā)或評估目的，不適合商業(yè)使用。產(chǎn)品可能在設(shè)計、營銷和制造相關(guān)的保護考慮方面不完整，可能不符合歐盟電磁兼容性指令的技術(shù)要求。

（二）操作安全

• 操作時，輸入電壓應(yīng)在 2.7V - 5.8V 范圍內(nèi)，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。
• 連接負載時，應(yīng)確保在指定輸出范圍內(nèi)，否則可能導(dǎo)致意外操作或永久性損壞。
• 正常運行時，部分電路組件的外殼溫度可能超過 125°C，操作時需注意避免燙傷。

（三）責(zé)任聲明

用戶需對產(chǎn)品的正確和安全處理負責(zé)，并對 TI 因產(chǎn)品處理或使用產(chǎn)生的所有索賠進行賠償。產(chǎn)品可能未通過相關(guān)法規(guī)認(rèn)證，用戶需采取適當(dāng)?shù)撵o電放電預(yù)防措施。

總之，TPS65100EVM - 030 評估模塊為工程師提供了一個全面了解 TPS65100 芯片性能的平臺。在使用過程中，工程師需要根據(jù)實際需求合理設(shè)置測試條件，注意操作安全，同時可以根據(jù)物料清單和原理圖進行電路的優(yōu)化和改進。大家在使用這個評估模塊的過程中，有沒有遇到什么特別的問題呢？歡迎在評論區(qū)分享交流。