TPS552872EVM同步降压-升压转换器评估模块技术解析

描述

Texas Instruments TPS552872EVM评估模块集成了四个MOSFET开关,为各种应用提供紧凑器件。TPS552872EVM基于TPS552872高性能、高效同步降压-升压转换器。TI TPS552872优化用于将电池或适配器电压转换为电源轨电压。

数据手册:*附件:Texas Instruments TPS552872EVM评估模块数据手册.pdf

特性

  • 宽输入和输出电压范围
  • 丰富的保护特性
  • 小型解决方案-尺寸
  • 用户在优化环路补偿方面的灵活性
  • 轻负载时可编程PFM和FPWM模式
  • 可调节输出电流限制
  • 可选可编程扩频
  • 可调输出电压补偿,用于电缆电压降

布局

降压-升压

TPS552872EVM同步降压-升压转换器评估模块技术解析

一、核心特性与创新架构

1. 四开关集成拓扑

TPS552872采用独特的四MOSFET开关架构,实现3V至36V宽输入电压范围和12V固定输出电压:

  • 智能模式切换‌:通过JP6跳线可选择强制PWM模式或自动PFM轻载模式
  • 可编程开关频率‌:200kHz至2.2MHz外部电阻调节范围,支持外部时钟同步
  • EMI优化设计‌:可选扩频调制功能(通过JP5跳线控制)

2. 关键性能参数

参数规格范围测试条件
输入电压范围3-36V持续工作
最大输出电流2.5AVIN≥12V时
开关频率2MHz(默认)外部电阻可调
转换效率>95%12V输入/12V输出
工作温度-40°C至125°C工业级可靠性

二、评估模块硬件设计

1. 电源接口配置

  • 输入接口‌:J1(正极)、J2(负极)支持36V最大输入
  • 输出接口‌:J3(12V输出)、J4(GND)提供2.5A持续电流
  • 电源管理‌:
    • 内部集成LDO(通过JP7选择)
    • 外部5V电源可通过JP4接入

2. 关键跳线配置

跳线功能设置说明
JP1使能控制ON:启用, OFF:禁用
JP5频率抖动短接:禁用, 开路:启用
JP6工作模式VCC:强制PWM, GND:自动PFM
JP7电源选择VCC:内部LDO, GND:外部电源

三、典型应用方案

1. 工业PC电源设计

设计要点‌:

  • 配置JP6=VCC保持PWM模式
  • 启用扩频功能(JP5开路)降低EMI
  • 输出端配置22μF×3陶瓷电容组合

2. 车载电源转换

优化方案‌:

  1. 输入保护‌:TVS管抑制Load Dump瞬态
  2. 热设计‌:四层PCB板,θJA=31.5°C/W
  3. 模式选择‌:轻载时启用PFM模式(JP6=GND)

四、测试与诊断方法

1. 基础测试流程

  1. 连接电源至J1/J2(限流10A)
  2. 负载连接J3/J4接口
  3. 逐步增加负载至2.5A
  4. 扫描输入电压9V→20V验证稳定性

2. 补偿网络调整

通过修改以下元件优化动态响应:

  • R10(9.31kΩ) ‌:调整跨导增益
  • C28(10nF) ‌:设置主极点频率
  • R8(8.06kΩ) ‌:零点补偿电阻

五、设计资源

1. 关键元件选型

  • 功率电感‌:Coilcraft XGL5030-102MEC(1μH/17.8A)
  • 输入电容‌:Panasonic 68μF聚合物电容(EEHZA1H680P)
  • 反馈电阻‌:Vishay CRCW系列(0.1%精度)

2. 布局规范

  • 开关节点‌:SW1/SW2走线长度<10mm
  • 热通路‌:功率地(PGND)使用实心铜箔
  • 敏感信号‌:FB/COMP走线远离开关节点
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