TPS25990EVM评估模块技术解析与应用指南

描述

TPS25990EVM电子保险丝评估板可对TPS25990电子保险丝进行参考电路评估。TPS25990电子保险丝是一款2.9V至16V、60A电子保险丝,集成有0.79mΩ FET。它具有过流、浪涌电流管理、可调过流瞬态消隐定时器、可编程欠压、过压保护数字遥测以及通过PMBus®实现的可配置性。

数据手册:*附件:Texas Instruments TPS25990EVM评估模块数据手册.pdf

特性

  • 工作电压:5V至16V(典型值)
  • 使用板载跳线的28A至90A可编程断路器阈值
  • 可调基准电压,用于过流保护和有源电流共享模块
  • 可编程瞬态过流消隐定时器
  • 可编程输出转换率控制、UVLO、启动期间的电流限制以及有源电流共享阈值
  • 通过PMBus®实现数字遥测和可配置性
  • LED状态灯,用于电源良好和故障指示

PCB布局

可编程

TPS25990EVM评估模块技术解析与应用指南

产品概述

TPS25990EVM是德州仪器(TI)推出的高电流电子保险丝(eFuse)评估模块,基于TPS25990器件设计,具有以下核心特性:

  • 宽输入电压范围‌:2.9V至16V工作电压
  • 超高电流能力‌:支持50A持续电流,可并联扩展至110A
  • 智能保护功能‌:集成过压/欠压/过流/短路/过热保护
  • 数字监控接口‌:PMBus®通信接口实现精确遥测与控制
  • 超低导通阻抗‌:0.8mΩ集成MOSFET降低功率损耗

关键硬件特性

1. 电气参数规格

参数规格备注
输入电压2.9-16V硬件OVP 16.7V
输出电流50A(单芯片)/110A(并联)持续工作电流
保护响应时间<1μs(短路)可编程延迟
工作温度-40°C至+125°C车规级温度范围

2. 评估板接口配置

  • 电源接口‌:
    • T1:高压输入正极
    • T3:公共接地端
    • T2:输出连接器
  • 控制接口‌:
    • SW1:使能控制开关
    • J7/J8:PMBus地址配置跳线
  • 监测接口‌:
    • TP10:温度监测点
    • TP7:电流监测输出

核心技术

1. 并联均流技术

模块采用TPS25990+TPS25985双芯片并联架构,通过以下机制实现精准均流:

  • 主动状态同步
  • 动态负载共享算法
  • 可调均流阈值(通过VIREF寄存器)
    实测显示在110A负载下,两芯片电流偏差<5%

2. 多重保护机制

  • 过流保护‌:两级响应(瞬态/持续)
  • 热管理‌:
    • 实时结温监测
    • 自动降额曲线
    • 独立过热报警引脚
  • 输入保护‌:
    • TVS二极管防浪涌
    • 可编程输入欠压锁定(UVLO)

典型应用配置

1. 基础测试设置

  1. 硬件连接‌:
    • 输入电源接T1/T3(12V典型)
    • 负载接T2/T3
    • PMBus接口连USB-TO-GPIO2适配器
  2. 关键波形测量点‌:
  • 输入浪涌电流(TP3)
  • 输出电压上升斜率(TP4)
  • 故障指示信号(TP21)

2. 典型应用场景

  • 服务器电源管理‌:背板热插拔保护
  • 工业系统‌:电机驱动器预充电控制
  • 储能系统‌:电池组保护电路
  • 5G设备‌:基站电源分配单元

设计要点

1. PCB布局指南

  • 层叠结构‌:6层板设计(2信号/2电源/2地层)
  • 关键走线‌:
    • 大电流路径采用50oz铜厚
    • 敏感模拟走线远离功率回路
  • 热设计‌:
    • 芯片底部配置9×0.3mm散热过孔
    • 推荐使用4层以上PCB板

2. 外围元件选型

  • 输入电容‌:建议47μF陶瓷+470μF电解组合
  • TVS二极管‌:SMDJ系列(19.9V钳位电压)
  • 电流检测电阻‌:0.1%精度金属箔电阻

评估工具

1. GUI软件功能

  • 实时遥测‌:电压/电流/功率/温度监测
  • 故障记录‌:Blackbox功能存储历史事件
  • 参数配置‌:
    • 保护阈值设置
    • 响应时间调整
    • 输出电压斜率控制

2. 测试结果示例

  • 启动特性‌:12V输入时2ms完成软启动
  • 短路响应‌:140A短路电流在20μs内切断
  • 效率表现‌:12V转12V@50A效率达99.2%
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