TPS7H2211EVM电子保险丝评估模块技术解析

描述

Texas Instruments TPS7H2211EVM电子保险丝评估模块 (EVM) 可以演示单个TPS7H2211电子保险丝空间增强型产品的运行情况。Texas Instruments TPS7H2211EVM的占位面积可填充其他元件,用于测试并行或冗余电子保险丝等定制配置。

数据手册:*附件:Texas Instruments TPS7H2211EVM电子保险丝评估模块 (EVM)数据手册.pdf

特性

  • 灵活的配置选项,包括单器件和并联器件电路
  • 可定制软启动、使能阈值、欠压阈值和电容

板布局

保险丝

TPS7H2211EVM电子保险丝评估模块技术解析

一、核心特性

  • 灵活配置选项‌:支持单器件和并联器件电路配置
  • 可编程保护功能‌:可配置软启动、使能阈值、欠压阈值和电容
  • 辐射耐受设计‌:符合太空和辐射环境应用要求
  • 全面的保护机制‌:集成反向电流保护、过压保护和可配置浪涌电流限制

二、硬件设计分析

2.1 默认配置参数

参数说明
输入电压(VIN)12V在器件推荐的4.5V至14V输入电压范围内
输出电流(IOUT)0-3.5A不超过器件最大连续电流
EN开启电压(VINEN_RISE)7.4V由R3(100kΩ)和R4(9.31kΩ)设置
EN关闭电压(VINEN_FALL)6.1V由R3(100kΩ)和R4(9.31kΩ)设置
OVP触发电压(VINOVP_RISE)13.5V由R2(100kΩ)和R5(9.31kΩ)设置
OVP释放电压(VINOVP_FALL)13.4V由R2(100kΩ)和R5(9.31kΩ)设置
软启动时间(tSS)≈10ms由C13(68nF)设置

2.2 关键接口说明

  • 电源接口‌:
    • J3/J5:VIN1输入和GND
    • J12/J14:VIN2输入和GND
    • J4/J13:VOUT输出和GND
  • 控制信号测试点‌:
    • TP7/TP18:EN1/EN2使能信号
    • TP8/TP19:SS1/SS2软启动
    • TP9/TP20:OVP1/OVP2过压保护

三、典型应用配置

3.1 单器件配置

评估模块默认配置为单器件工作模式,适用于大多数标准应用场景。关键配置元件包括:

  • U1:TPS7H2211MDAPTSEP主芯片
  • R2/R3:100kΩ电阻(设置OVP和EN阈值)
  • R4/R5:9.31kΩ电阻(设置OVP和EN阈值)
  • C13:68nF电容(设置软启动时间)

3.2 并联配置

通过配置底部未焊接元件可实现并联工作模式,电流能力提升至7A。关键修改包括:

  • 安装U2芯片
  • 焊接R15/R16/R17(0Ω电阻)实现信号并联
  • 安装C28(68nF)匹配软启动特性

并联配置参数对比‌:

参数单器件并联
最大电流3.5A7A
软启动时间≈10ms≈10.9ms
输入电压12V13V

四、测试方案设计

4.1 推荐测试设备

  • 可调电源:0-15V/10A×2台
  • 电子负载:0-10A可编程
  • 示波器:带宽≥100MHz
  • 温度记录仪(评估热性能)

4.2 关键测试项目

  1. 启动特性测试‌:
    • 测量软启动波形(TP8/TP19)
    • 记录输出电压上升时间
  2. 保护功能验证‌:
    • OVP触发/释放阈值测试
    • 反向电流保护测试
  3. 稳态性能测试‌:
    • 不同负载下的效率曲线
    • 热成像分析(满负载条件)

五、设计指导

5.1 布局建议

  • 功率路径使用≥2mm走线宽度
  • 输入输出电容尽量靠近器件引脚
  • 敏感信号(EN/OVP/SS)远离高频噪声源

5.2 元件选型

  • 输入电容:≥150μF钽聚合物电容(如T521D157M020ATE050)
  • 输出电容:10μF陶瓷电容(如CL31A106KBHNNNE)
  • 分压电阻:1%精度薄膜电阻(如CRCW08059K31FKEA)

六、应用场景

  1. 航空航天电子‌:
    • 卫星电源管理系统
    • 航天器有效载荷供电
  2. 工业控制系统‌:
    • PLC模块电源保护
    • 电机驱动电源隔离
  3. 高可靠性计算‌:
    • 服务器背板电源保护
    • 存储阵列电源管理
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