TPSM843B22EVM降压电源模块评估模块技术解析

描述

Texas Instruments TPSM843B22EVM电源模块评估模块 (EVM) 设计用于访问TPSM843A22的功能。TPSM843A22是一款同步降压模块,提供高达20A输出和4V至18V输入。高侧和低侧MOSFET与栅极驱动电路、电感器和基本无源元件一起封入TPSM843A22封装。MOSFET的低漏极-源极导通电阻允许TPSM843A22实现高效率,并有助于在大额定输出电流情况下保持低结温。固定频率高级电流模式控制将使用户能够将模块同步到外部时钟源。外部分压器允许实现可调输出电压。Texas Instruments TPSM843B22 FSEL和MSEL引脚提供可选开关频率、软启动时间、电流限制和内部补偿。

数据手册:*附件:Texas Instruments TPSM843B22EVM电源模块评估模块数据手册.pdf

特性

  • 小型解决方案设计
  • 包含跳线,用于评估FSEL、MSEL和VOUT 设置
  • 输入电压:4V至18V,标称电压:12V
  • 默认输出电压为1.0V,负载高达20A

板布局

评估模块

TPSM843B22EVM降压电源模块评估模块技术解析

一、产品概述与核心特性

TPSM843B22EVM是德州仪器(TI)推出的同步降压电源模块评估平台,专为快速评估TPSM843B22电源模块而设计。该评估模块具有以下核心特性:

  • 高效能设计‌:集成同步降压转换器,峰值效率可达91.6%
  • 宽输入范围‌:支持4V至18V输入电压
  • 大电流输出‌:持续输出电流能力达20A
  • 灵活配置‌:可通过跳线选择输出电压、开关频率等参数
  • 完备保护‌:集成过流保护、热关断和欠压锁定功能

二、硬件架构详解

1. 功率转换架构

  • 核心器件‌:采用TPSM843B22RDG集成电源模块,内置功率MOSFET和电感
  • 输入滤波‌:配置多组输入电容(C1-C9)确保低输入纹波
  • 输出滤波‌:顶部和底部均布置输出电容(C11-C18)
  • 配置接口‌:通过J2-J6跳线组实现功能配置

2. 关键接口定义

接口类型功能描述
J1螺丝端子主电源输入(4-18V)
J8螺丝端子电源输出端子
J6排针输出电压选择跳线
J4排针开关频率选择跳线

三、配置指南

1. 输出电压配置

通过J6跳线可选择多种预设输出电压:

  • 1.0V(默认)
  • 1.2V
  • 1.8V
  • 3.3V
  • 5.0V
  • 7.0V

也可通过修改R14电阻值实现自定义输出电压,计算公式为:
VOUT = VREF × (RFBB + R14)/RFBB

2. 开关频率配置

通过J4跳线可选择以下开关频率:

  • 500kHz
  • 750kHz
  • 1000kHz(默认)
  • 1500kHz
  • 2200kHz

也可通过J3选择外部时钟同步模式。

四、性能表现

1. 效率特性

在不同配置下的效率表现:

  • 峰值效率‌:91.6%(VIN=5V, IOUT=4.25A)
  • 典型效率‌:87.5%(VIN=12V, IOUT=7A)
  • 高效率区覆盖4A-15A负载范围

2. 热性能

在20A满载条件下:

  • 模块外壳温度:88°C(环境温度25°C)
  • 建议在高环境温度下增加散热措施

五、典型应用

  1. 工业电源系统
    • 工厂自动化设备
    • PLC控制系统
    • 工业计算机
  2. 通信设备
    • 基站电源
    • 网络交换机
    • 光模块供电
  3. 测试测量仪器
    • 实验室设备
    • 自动化测试系统
    • 精密测量仪器

六、设计注意事项

  1. 布局规范
    • 功率走线应短而宽
    • 敏感信号与功率走线隔离
    • 使用多层板设计确保良好的接地平面
  2. 热管理
    • 大电流工作时需监控器件温度
    • 高温环境建议增加强制风冷
  3. 安全操作
    • 禁止带电插拔连接器
    • 操作时需佩戴防静电手环
    • 遵循正确的上电顺序
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