TPSM8287Axx系列电源模块评估套件技术解析

描述

Texas Instruments TPSM8287A06BASEVM和TPSM8287A12BBSEVM评估模块分别用于评估TPSM8287A06和TPSM8287A12。这些评估模块具有可调输出电压、0.8%精度、0.4V至3.35V的工作电压范围以及2.7V至6V的输入电压范围。

数据手册:*附件:Texas Instruments TPSM8287A06BASEVM & TPSM8287A12BBSEVM评估模块数据手册.pdf

TPSM8287A12BBSEVM演示12A引脚对引脚兼容的降压电源模块TPSM8287A12。该器件采用4.5mm×6.8mmx1.8mm包覆成型QFN封装,提供I^2^C接口、远程检测和频率同步功能。

TI TPSM8287A06BASEVM评估TPSM8287A12的6A版本TPSM8287A06。

特性

  • 在包覆成型的QFN封装中集成了电感器的6A和12A输出电流电源模块
  • 出色的热性能(θJA = 19.5°C/W)
  • 4.5mmx6.8mm电源模块提供77mm^2^ 总体解决方案尺寸,高度为1.8mm
  • 启动输出电压可通过跳线从59个值中调整
  • 高度精确的输出电压,具有远程检测和可调节控制环路补偿功能

TPSM8287A12BBSEVM布局

电源模块

TPSM8287Axx系列电源模块评估套件技术解析

一、产品概述

Texas Instruments的TPSM8287AxxxxxEVM评估模块是一套用于评估TPSM8287Axx系列电源模块性能的完整解决方案。该系列模块具有以下核心特性:

  • 高集成度设计‌:集成电感的小型封装(4.5mm×6.8mm QFN)
  • 宽电流范围‌:支持6A/10A/12A/15A四种规格
  • 精准电压调节‌:输出电压0.4V-3.35V可调,精度达0.8%
  • 先进控制接口‌:支持I2C通信和远程电压检测
  • 并联能力‌:多模块并联实现更高电流输出

二、关键硬件特性

1. 电源规格参数

参数规格范围备注
输入电压2.7V-6V推荐5V输入
输出电压0.4V-3.35V通过跳线或I2C设置
输出电流6A/10A/12A/15A不同型号对应不同规格
工作温度-40°C至125°C工业级温度范围

2. 接口配置

电源接口‌:

  • J1/J2:12AWG线缆连接器
  • MH1-MH4:M4螺栓连接端子
  • J6:SMA输出测量接口

控制接口‌:

  • J5:10pin I2C接口(兼容USB2ANY适配器)
  • JP1-3:使能/模式/PG状态跳线
  • JP4-9:VSET电压设置跳线

测试点‌:

  • TP1/2:输出电压检测
  • TP3/4:输入电压检测
  • TP5:SW节点测试点

三、评估套件使用指南

1. 基本配置步骤

  1. 硬件连接‌:
    • 通过J1/MH1接入2.7-6V输入电源
    • 通过J2/MH3连接负载
    • 配置VSET跳线(JP4-9)设置启动电压
  2. 工作模式选择‌:
    • JP2设置PWM/PFM混合模式或强制PWM模式
    • JP1配置使能信号(ON/OFF或外部控制)
  3. I2C通信‌:
    • 连接USB2ANY适配器到J5接口
    • 使用TPSM8287Axx EVM GUI进行参数配置

2. 典型测量方法

输出纹波测量‌:

  1. 使用SMA-J6接口直接连接示波器
  2. 推荐使用同轴电缆而非10x探头
  3. 示波器可选择高阻抗或50Ω终端模式

热性能测试‌:

  • 在不同负载条件下(6A/12A/15A)测量模块表面温度
  • 典型θJA=19.5°C/W的热阻参数

环路响应测试‌:

  1. 将R5替换为10Ω电阻
  2. 注入测试信号测量增益/相位曲线
  3. 典型带宽>100kHz(取决于输出配置)

四、设计资源

1. 原理图要点

  • 功率路径设计‌:
    • 输入电容:≥220μF(10V)钽电容+22μF陶瓷电容
    • 输出电容:4×47μF(X6S)+220μF(X6S)组合
    • 补偿网络:C19/C20(4.7nF)与R1组成
  • 布局建议‌:
    • 保持功率回路面积最小化
    • 热焊盘必须与PCB充分焊接
    • 敏感信号远离高频开关节点

2. 软件工具

  • GUI功能‌:
    • 实时电压/电流监控
    • 动态调整输出电压
    • 故障状态指示
    • 多模块同步控制
  • 寄存器配置‌:
    • 通过I2C地址0x40-0x43访问不同模块
    • 支持输出电压的精细调节(0.45V-3.35V)

五、应用场景

该评估套件特别适用于以下领域:

  1. FPGA/ASIC供电‌:
    • 核心电压动态调节
    • 多相并联电源系统
    • 高密度板级设计
  2. 工业自动化‌:
    • PLC模块电源
    • 工业通信设备
    • 测试测量仪器
  3. 光模块与存储‌:
    • 数据中心电源
    • 光纤收发器
    • SSD存储阵列

六、性能数据

根据评估测试结果,该系列模块在典型工作条件下表现优异:

  • 效率曲线‌:峰值效率>95%(5V输入,0.9V输出)
  • 热性能‌:12A负载时温升<40°C(25°C环境)
  • 动态响应‌:负载瞬态恢复时间<20μs
  • 输出精度‌:全温度范围内±0.8%电压精度
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