TPS652510 Buck 轉(zhuǎn)換器評(píng)估模塊使用指南
TPS652510 Buck 轉(zhuǎn)換器評(píng)估模塊使用指南
一、引言
在電子設(shè)計(jì)領(lǐng)域，電源管理芯片（PMIC）的性能和使用方法至關(guān)重要。TPS652510 PMIC 是一款功能強(qiáng)大的芯片，本文將詳細(xì)介紹其評(píng)估模塊（EVM）的相關(guān)信息，包括背景、上電步驟、原理圖、布局、測(cè)試設(shè)置以及修訂歷史等內(nèi)容，幫助電子工程師更好地了解和使用該評(píng)估模塊。
文件下載：TPS652510EVM.pdf
二、背景和 EVM 限制
2.1 TPS652510 PMIC 特性
TPS652510 PMIC 旨在提供 3A、2A 和 2A 的連續(xù)輸出，工作電壓范圍為 4.5V 至 16V，外部設(shè)置的開(kāi)關(guān)頻率范圍為 300kHz 至 2.2MHz，具有自動(dòng) PFM/PWM 操作功能。當(dāng) PMIC 未滿(mǎn)載時(shí)，buck1 可加載至 3.5A，buck2 和 buck3 可加載至 2.5A。
2.2 EVM 功能及可修改性
該評(píng)估模塊旨在提供對(duì) TPS652510 功能的訪(fǎng)問(wèn)?？梢詫?duì)該模塊進(jìn)行一些修改，以測(cè)試不同輸入和輸出電壓、電流和頻率操作下的性能。若有相關(guān)需求，可聯(lián)系 TI 現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用小組獲取建議。
三、上電步驟
3.1 轉(zhuǎn)換器使能設(shè)置
通過(guò)將跳線(xiàn)連接到 JP3、JP11 和 JP20，或者將外部驅(qū)動(dòng)信號(hào)連接到 ENx 引腳，來(lái)定義要啟用或禁用的轉(zhuǎn)換器。
3.2 PGOOD 信號(hào)連接
如果需要 PGOOD 信號(hào)，連接 JP27 或?qū)?PGOOD 引腳連接到上拉電源。
3.3 負(fù)載連接
將負(fù)載連接到輸出連接器。
3.4 施加直流電壓
將直流電壓施加到 J3 引腳，絲印上標(biāo)記了極性。
3.5 檢查輸出
轉(zhuǎn)換器將根據(jù) JP3、JP11 和 JP20 的設(shè)置啟動(dòng)，此時(shí)檢查輸出情況。
四、TPS652510EVM 原理圖
4.1 元件選擇依據(jù)
電阻和電容的值是根據(jù) TPS652510 規(guī)格書(shū)中的指南選擇的，規(guī)格書(shū)可在 http://focus.ti.com/docs/prod/folders/print/TPS652510.html 獲取。
4.2 增益 - 相位測(cè)量注意事項(xiàng)
對(duì)于增益 - 相位測(cè)量，需要將 EVM 上的 R14、R17 和 R37（零歐姆）替換為適合網(wǎng)絡(luò)分析儀設(shè)置要求的低阻值電阻。電阻兩端提供了測(cè)試點(diǎn)連接，便于測(cè)量。
五、EVM 布局
評(píng)估模塊具有四層布局，分別為頂層、中間第二層（實(shí)心銅接地層）、中間第三層和底層。
六、基準(zhǔn)測(cè)試設(shè)置條件
6.1 引腳描述
| 引腳編號(hào) | 功能 | 位置 | 放置方式 | 注釋 |
|---|---|---|---|---|
| JP11 | BUCK1 使能（EN1） | SW | 立即啟動(dòng)：將跳線(xiàn)連接到 V3V；順序啟動(dòng)：不安裝跳線(xiàn)；禁用轉(zhuǎn)換器：將跳線(xiàn)連接到 GND | 根據(jù)測(cè)試要求安裝 |
| JP20 | BUCK2 使能（EN2） | SW | 立即啟動(dòng)：將跳線(xiàn)連接到 V3V；順序啟動(dòng)：不安裝跳線(xiàn)；禁用轉(zhuǎn)換器：將跳線(xiàn)連接到 GND | 根據(jù)測(cè)試要求安裝 |
| JP3 | BUCK3 使能（EN3） | SW | 立即啟動(dòng)：將跳線(xiàn)連接到 V3V；順序啟動(dòng)：不安裝跳線(xiàn)；禁用轉(zhuǎn)換器：將跳線(xiàn)連接到 GND | 根據(jù)測(cè)試要求安裝 |
| JP25 | 強(qiáng)制 PWM（F_PWM） | S | 強(qiáng)制 PWM 操作：將跳線(xiàn)連接到 V3V；自動(dòng) PFM/PWM 操作：將跳線(xiàn)連接到 GND | 不要讓此引腳懸空，使用跳線(xiàn)設(shè)置強(qiáng)制 PWM 模式或自動(dòng) PFM/PWM 模式 |
| JP26 | 測(cè)試 | S | 用于測(cè)試目的 | 必須安裝跳線(xiàn) |
| JP27 | PGOOD | S | PGOOD 指示拉至 3V3 | 根據(jù)測(cè)試要求安裝 |
6.2 測(cè)試點(diǎn)及位置
| 降壓轉(zhuǎn)換器輸出為白色，并有標(biāo)簽以便于定位?？拷@些測(cè)試點(diǎn)有黑色接地測(cè)試點(diǎn)，可用于數(shù)字電壓表（DVM）測(cè)量或使用金屬外露示波器探頭以減少共模噪聲測(cè)量。具體測(cè)試點(diǎn)信息如下： | 測(cè)試點(diǎn) | 名稱(chēng) | 信號(hào) | 顏色 | 注釋 |
|---|---|---|---|---|---|
| TP1 | GND | GND | 黑色 | ||
| TP2 | GND | GND | 黑色 | ||
| TP3 | GND | GND | 黑色 | ||
| TP4 | Vin | Vin | 黑色 | ||
| TP5 | GND | GND | 黑色 | ||
| TP6 | GND | GND | 黑色 | ||
| TP7 | GND | GND | 黑色 | ||
| TP14 | Vout1 | 輸出電壓 Buck1 | 未安裝 | ||
| TP14a | 增益 - 相位測(cè)量注入點(diǎn) Buck1 | 未安裝 | 通常不使用 | ||
| TP17 | Vout1 | 輸出電壓 Buck2 | 未安裝 | ||
| TP17a | 增益 - 相位測(cè)量注入點(diǎn) Buck2 | 未安裝 | 通常不使用 | ||
| TP37 | Vout1 | 輸出電壓 Buck3 | 未安裝 | ||
| TP37a | 增益 - 相位測(cè)量注入點(diǎn) Buck3 | 未安裝 | 通常不使用 |
七、物料清單
| 數(shù)量 | 參考編號(hào) | 值 | 描述 | 尺寸 |
|---|---|---|---|---|
| 1 | C1 | 22 μF | 陶瓷電容 22UF 25V X5R 1210 | 1812 |
| 11 | C2, C3, C9, C11, C14a, C17b, C20, C22, C23, C37a, C40 | 4.7 nF | 電容 4700PF 50V 陶瓷 X7R 0603 | 0603 |
| 1 | C8a | 10 nF | 0603 | |
| 3 | C3a, C8, C23a | DNI | 電容 10000PF 50V 陶瓷 X7R 0603 | 0603 |
| 3 | C12, C19, C39 | 47 nF | 電容 47000PF 25V 陶瓷 X7R 0603 | 0603 |
| 3 | C13, C18, C38 | 10 μF | 陶瓷電容 10UF 25V X5R 1206 | 1206 |
| 1 | C14 | 68 μF | 陶瓷電容 22UF 25V X5R 1210 | 1210 |
| 1 | C17 | 47 μF | 陶瓷電容 22UF 25V X5R 1210 | 1210 |
| 1 | C37 | 22 μF | 陶瓷電容 22UF 25V X5R 1210 | 1210 |
| 5 | C28, C30, C31, C32, C33 | 10 μF | 陶瓷電容 10UF 10V X7R 0805 | 0805 |
| 1 | C29 | 4.7 μF | 陶瓷電容 4.7UF 10V X5R 0603 | 0603 |
| 1 | J1,'J2,'J3,'J6 | ED55/2DS | 端子塊 3.5MM 2 引腳 PCB | TB_2X3.5MM |
| 2 | J4 | ED55/3DS | 端子塊 3.5MM 2 引腳 PCB | TB_3X3.5MM |
| 6 | JP3, JP5, JP11, JP20, JP25, JP34 | 連接器引腳 50 引腳.100" 單排鍍金 | JMP0.3 | |
| 3 | JP26, JP27, JP35 1 | 連接器引腳 50 引腳.100" 單排鍍金 | JMP0.2 | |
| 3 | L1, L2, L3 | 4.7 μH | 磁芯電感 | IND_RLF7030 |
| 2 | R1, R21 | 120 K | 電阻 120K 歐姆 1/10W 5% 0603 SMD | 0603 |
| 1 | R2 | 10 K | 電阻 10K 歐姆 1/10W 5% 0603 SMD | 0603 |
| 3 | R3, R8, R23 | 20 K | 電阻 20K 歐姆 1/10W 5% 0603 SMD | 0603 |
| 1 | R6 | 383 K | 電阻 383K 歐姆 1/10W 1% 0603 SMD | 0603 |
| 4 | R10, R26, R27, R35 | 100 K | 電阻 100K 歐姆 1/10W 5% 0603 SMD | 0603 |
| 4 | R14, R17, R20, R37 | 0 | 電阻 0.0 歐姆 1/10W 5% 0603 SMD | 0603 |
| 3 | R14a, R17a, R37a | 40.2 K | 電阻 40.2K 歐姆 1/10W 1% 0603 SMD | 0603 |
| 1 | R14b | 80.6 K | 電阻 80.6K 歐姆 1/10W 1% 0603 SMD | 0603 |
| 1 | R17b | 32.4 K | 電阻 32.4K 歐姆 1/10W 1% 0603 SMD | 0603 |
| 1 | R37b | 12.7 k | 電阻 12.7K 歐姆 1/10W 1% 0603 SMD | 0603 |
| 6 | TP1, TP2, TP3, TP5, TP6, TP7 | 玻璃珠測(cè)試點(diǎn) | 測(cè)試點(diǎn) 0.052 | |
| 1 | TP4 | STD | 玻璃珠測(cè)試點(diǎn) | 測(cè)試點(diǎn) 0.052 |
| 1 | TP14 | STD | 測(cè)試點(diǎn)，0.032 孔 | TP - 032 |
| 1 | TP14a | STD | 測(cè)試點(diǎn)，0.032 孔 | TP - 032 |
| 1 | TP17 | STD | 測(cè)試點(diǎn)，0.032 孔 | TP - 032 |
| 1 | TP17a | 測(cè)試點(diǎn)，0.032 孔 | TP - 032 | |
| 4 | TP30, TP31, TP32, TP33 | STD | 玻璃珠測(cè)試點(diǎn) | 測(cè)試點(diǎn) 0.052 |
| 1 | TP37 | STD | 測(cè)試點(diǎn)，0.032 孔 | TP - 032 |
| 1 | TP37a | 測(cè)試點(diǎn)，0.032 孔 | TP - 032 | |
| 1 | U1 | TPS652510 | QFN - 40 |
注：灰色背景的項(xiàng)目為參考設(shè)計(jì)中可選/不需要的項(xiàng)目。
八、修訂歷史
從 2011 年 9 月的版本到 2021 年 5 月的版本，主要更新了用戶(hù)指南標(biāo)題，以及整個(gè)文檔中表格、圖形和交叉引用的編號(hào)格式。
九、總結(jié)
通過(guò)本文的介紹，電子工程師可以全面了解 TPS652510 Buck 轉(zhuǎn)換器評(píng)估模塊的相關(guān)信息，包括其背景、上電步驟、原理圖、布局、測(cè)試設(shè)置等內(nèi)容。在實(shí)際設(shè)計(jì)和測(cè)試過(guò)程中，工程師可以根據(jù)這些信息進(jìn)行合理的操作和調(diào)整，以充分發(fā)揮該評(píng)估模塊的性能。大家在使用過(guò)程中遇到任何問(wèn)題，不妨思考一下是否是某個(gè)步驟設(shè)置不當(dāng)或者元件選擇不合適呢？歡迎在評(píng)論區(qū)分享你的使用經(jīng)驗(yàn)和問(wèn)題。
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