TPSM365R15EVM/TPSM365R15FEVM评估模块技术解析

描述

Texas Instruments TPSM365R15EVM/TPSM365R15FEVM评估模块旨在评估TPSM365R15降压电源模块的电气性能。这些评估模块包括TPSM365R15的 TPSM365R15RDNR可调节开关频率(RT引脚)版本。TPSM365R15EVM模块在3V至36V输入电压范围内运行,并具有用于一致性测试的输入差分EMI滤波器。该模块配置为通过5V输出电压和2.2MHz开关频率启用,并在轻负载时有频率折返。

数据手册:*附件:Texas Instruments TPSM365R15EVM,TPSM365R15FEVM 评估模块数据手册.pdf

特性

  • 3V 到 36V 的输入电压范围
  • 可调节开关频率范围:300kHz至2.2MHz
  • 可调输出电压范围:1V至12V
  • 具有输入差分EMI滤波器,用于合规性测试

测试设置

电源模块

TPSM365R15EVM/TPSM365R15FEVM评估模块技术解析

一、产品核心特性

TPSM365R15EVM和TPSM365R15FEVM是德州仪器(TI)推出的同步降压电源模块评估平台,具有以下突出特性:

电气特性‌:

  • 输入电压范围:4.5V至36V
  • 输出电压可调范围:1V至15V
  • 输出电流能力:最高150mA
  • 开关频率范围:500kHz至2.2MHz可调(TPSM365R15EVM)
  • 固定1MHz开关频率(TPSM365R15FEVM)

功能特性‌:

  • 支持自动模式(频率折返)和强制PWM模式
  • 可编程使能UVLO功能
  • 电源正常(PGOOD)状态指示
  • 集成输入滤波电路用于EMC测试

机械特性‌:

  • 评估板尺寸:76.2mm×63.5mm
  • 提供SMA测试点和香蕉插座接口
  • 支持热成像测量的裸露焊盘设计

二、评估模块硬件架构

1. 电源路径设计

  • 输入滤波电路‌:
    • 二阶π型滤波器(1MHz截止频率)
    • 集成阻尼电容C5抑制谐振
    • 支持直通模式(TP1/TP2旁路)
  • 功率级设计‌:
    • 采用QFN-FCMOD11封装模块
    • 集成4.7μH屏蔽电感(L1)
    • 多组输出电容配置(C1-C4,C6)

2. 控制接口设计

接口类型功能描述关键元件
电压设置通过J3跳线选择1.8V/2.5V/3.3V/5V/12VR5-R9电阻网络
频率控制J4跳线设置开关频率(500kHz-2.2MHz)RT引脚配置电阻
模式选择自动模式/强制PWM模式切换Mode/Sync引脚

3. 测试接口布局

  • 输入侧‌:
    • J1:EMC滤波输入接口
    • TP1/TP2:滤波后输入测试点
  • 输出侧‌:
    • J2:输出端子台
    • TP3/TP6:输出电容测试点

三、典型配置指南

1. 基本操作流程

  1. 硬件连接‌:
    • 输入电源接J1/J6(18AWG线材)
    • 电子负载接J2输出端子
    • 示波器接TP1(输入)/TP3(输出)
  2. 参数设置‌:
    • 根据Table 2-1选择开关频率
    • 通过J3跳线设置目标输出电压
    • 配置J4选择工作模式
  3. 性能验证‌:
    • 测量转换效率(建议24V输入)
    • 验证负载瞬态响应
    • 检查PGOOD信号时序

2. 关键参数配置表

输出电压推荐频率对应跳线位置效率(典型值)
1.8V500kHzJ3:1-282%
3.3V1MHzJ3:3-485%
5V2.2MHzJ3:5-688%
12V2.2MHzJ3:7-890%

四、PCB设计要点

1. 叠层结构

  • 顶层‌:功率走线+控制信号
  • 中间层1‌:完整地平面
  • 中间层2‌:辅助电源走线
  • 底层‌:PI滤波电路布局

2. 热管理设计

  • 功率模块底部增加散热过孔
  • 热阻θJA=105.6°C/W
  • 推荐工作环境温度<85°C

3. 布局规范

模块设计要点线宽要求
输入回路最短化输入电容走线≥20mil
开关节点最小化寄生电感30-50mil
反馈网络远离噪声源10-15mil

五、典型应用场景

1. 工业控制系统

  • PLC模拟量输入模块供电
  • 现场变送器隔离电源
  • HMI面板辅助电源

2. 汽车电子系统

  • 车载传感器供电(压力/温度)
  • 信息娱乐系统外围电源
  • 车身控制模块(BCM)电源

3. 测试测量设备

  • 精密ADC参考电源
  • 信号调理电路供电
  • 自动化测试设备电源树

该评估模块通过优化的布局设计和丰富的测试接口,为工程师提供了完整的电源模块性能验证平台。其汽车级可靠性设计和灵活的配置选项,使其成为工业与汽车应用的理想开发工具。

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