TPSM86325x系列降压转换器评估模块技术解析

描述

Texas Instruments TPSM863252/3/7EVM评估模块 这些评估模块支持用户评估TPSM863252、 TPSM863253和TPSM863257降压模块。TPSM863252在Eco模式下运行,TPSM863253和TPSM863257在FCCM模式下运行,以保持恒定的开关频率。

数据手册:*附件:Texas Instruments TPSM863252,3,7EVM 评估模块数据手册.pdf

TPSM863252/3/7EVM模块从3V到17V输入运行,并支持高达3A的连续电流。TPSM863252EVM模块提供0.6V至10V输出电压范围。TPSM863253EVM模块提供固定的3.3V输出电压,TPSM863257EVM模块提供0.6V至5.5V输出电压范围。EVM还包括用于反馈环路测量的AC信号注入端子。

特性

  • 输入电压范围:3V至17V
  • 输出电压范围:0.6V - 10V
  • 输出电流高达 3A
  • 快速瞬态响应
  • 3.3mm x 4mm RDX包

评估模块

TPSM86325x系列降压转换器评估模块技术解析

一、产品概述

TPSM863252、TPSM863253和TPSM863257是德州仪器(TI)推出的三款高效降压转换器模块,属于TPSM86325x系列产品。这些评估模块(EVM)专为工程师快速评估和原型设计而开发,具有以下核心特性:

  • 输入电压范围‌:3V至17V(TPSM863252/7);3.8V至17V(TPSM863253)
  • 输出电流能力‌:连续3A输出
  • 输出电压配置‌:
    • TPSM863252:0.6V至10V可调
    • TPSM863253:固定3.3V输出
    • TPSM863257:0.6V至5.5V可调
  • 开关频率‌:1.2MHz固定频率
  • 工作模式‌:
    • TPSM863252:轻载Eco模式(变频率)
    • TPSM863253/7:强制连续导通模式(FCCM)

二、关键性能参数

根据测试数据表提供的性能规格总结:

参数测试条件最小值典型值最大值单位
输入电压范围-31217V
输出电压设定点--1.05-V
工作频率VIN=12V, IO=3A-1.2-MHz
输出电流范围-0-3A
过流限制VIN=12V--4.2A
输出纹波电压VIN=12V, IO=3A--16mVpp

三、评估模块设计特点

1. 输出电压设置

对于TPSM863252/7EVM,输出电压可通过修改电阻R5(RFBT)和R6(RFBB)的值来调整。TI推荐使用1%精度或更好的分压电阻。计算公式为:

R5 = (R6 × (Vout - 0.6V)) / 0.6V

建议初始选择R6为10kΩ或30kΩ,然后根据上述公式计算R5值。

2. 电源管理特性

  • 使能控制‌:通过EN引脚实现电源序列控制
  • 电源良好指示‌:PGOOD信号输出
  • 热保护‌:内置过热关断功能

四、测试结果分析

1. 效率性能

在12V输入,1.05V输出条件下:

  • TPSM863252EVM在3A负载时效率超过90%
  • 轻载效率优化明显,特别是在Eco模式下

2. 负载调整率

测试数据显示:

  • 在3.3V至17V输入范围内,负载调整率优于±1%
  • 输出电流从0A变化到3A时,输出电压波动极小

3. 线路调整率

  • 输入电压从3V变化到17V时,输出电压变化小于±0.8%
  • 表现出优异的输入电压抑制能力

4. 瞬态响应

  • 负载从10%跃变到90%(0.3A至2.7A)时
  • 恢复时间小于200μs
  • 过冲电压控制在50mV以内

五、PCB布局建议

评估模块采用4层板设计:

  1. 顶层‌:主要功率走线(VIN、VOUT和地)
  2. 内层1/2‌:地平面
  3. 底层‌:地平面与信号地铜填充

关键布局要点:

  • 输入去耦电容(C1、C2)尽可能靠近IC放置
  • 反馈走线从调节点到电阻分压网络顶部保持最短
  • 顶层和底层使用2盎司铜厚,内层使用1盎司铜厚

六、典型应用电路

评估模块提供完整的参考设计,包括:

  1. 输入滤波电路
  2. 输出滤波网络
  3. 反馈补偿网络
  4. 使能控制电路
  5. 电源良好指示电路

七、应用领域推荐

  1. 通信设备‌:
    • 基站电源
    • 网络设备POL电源
  2. 工业系统‌:
    • 工业自动化控制器
    • 测试测量设备
  3. 消费电子‌:
    • 高端家电
    • 数字标牌系统
  4. 计算系统‌:
    • 服务器辅助电源
    • 存储设备电源
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