TPS7H1111EVM-CVAL评估模块技术解析与应用指南

描述

Texas Instruments TPS7H1111EVM-CVAL稳压器评估模块 (EVM) 是适用于辐射硬度保证 (RHA) TPS7H1111.SP的工程演示。TPS7H1111-SP是一款超低噪声、高PSRR、低压差线性稳压器 (LDO),针对航空环境中的RF(射频)器件供电进行了优化。它可以在0.85V至7V的输入范围内,通过2.2V至14V的偏置电源提供高达1.5A的电源。

数据手册:*附件:Texas Instruments TPS7H1111EVM-CVAL稳压器评估模块数据手册.pdf

Texas Instruments TPS7H1111EVM-CVAL配置有一个默认输出电阻器,可调节至1.8V V OUT ,可用VIN 范围为 (1.8V + V DO ) 至7V,VBIAS 范围为 (VOUT + 1.6V) 至14V。在推荐的工作条件下,最坏情况下的VDO 范围为430mV (VBIAS ≥ (VOUT +1.6V))至1.4V (VBIAS = V IN )。该评估模块能够向负载提供高达1.5A的电流。实现最大负载取决于多个变量,包括输入输出耗散功率、板散热和排热。

特性

  • 1.5A稳压器
  • 超低噪声
  • 超高电源抑制比 (PSRR)

板布局

稳压器

TPS7H1111EVM-CVAL评估模块技术解析与应用指南

一、评估模块概述

TPS7H1111EVM-CVAL是德州仪器(TI)专为TPS7H1111-SP低噪声LDO设计的评估模块,该器件是一款1.5A超低噪声、高PSRR的辐射硬化保证(RHA)射频低压差线性稳压器。评估模块采用LP052B板型设计(5.2×5.2cm),默认配置输出1.8V电压,支持0.85-7V输入范围和2.2-14V偏置电压。

核心特性参数‌:

  • 辐射性能‌:总电离剂量(TID)达100krad(Si),抗单粒子锁定(SEL)、单粒子烧毁(SEB)和单粒子栅击穿(SEGR)
  • 噪声性能‌:1.71μVRMS(典型值,10Hz-100kHz)
  • PSRR指标‌:109dB@100Hz,71dB@100kHz,66dB@1MHz
  • 输出精度‌:全温度范围+1.1%/-1.3%,25℃时+0.9%/-0.7%
  • 可编程功能‌:软启动控制(SS_SET)、开漏电源就绪(PG)指示、可配置PG阈值(FB_PG)

二、硬件配置详解

1. 接口与跳线配置

关键连接器‌:

  • J1:VIN输入香蕉插座(0.85-7V)
  • J2:VOUT输出香蕉插座(默认1.8V)
  • J7:VBIAS偏置输入香蕉插座(2.2-14V)
  • J5/J6:VOUT输出SMA/冷鼻探头接口

功能跳线‌:

  • J12:限流模式选择(恒定电流/关闭模式)
  • J13:使能控制(使能/禁用/通过R2/R7分压器自动使能)

2. 测试点功能

测试点功能描述
TP1LDO输出引脚直接测量点
TP5VIN输入测量点
TP6PG电源就绪状态指示
TP9SS_SET软启动控制节点
TP10偏置电压滤波后测量点

三、典型测试配置

1. 设备连接建议

  1. 电源配置‌:
    • PS1:2.5V/1.5A限流,连接J1(VIN+)和J10(VIN GND)
    • PS2:5V/100mA,连接J7(VBIAS+)和J11(VBIAS GND)
  2. 负载连接‌:
    • 电子负载或电阻负载(≤1.5A)接J2(VOUT)和J9(GND)
    • 示波器建议通过SMA接口J5监测输出

2. 操作流程

  1. 设置J13跳线至使能位置
  2. 依次启用PS1和PS2电源(顺序无关)
  3. 验证VOUT输出应为1.8V±1%
  4. PG信号(TP6)应被拉高至VOUT电平
  5. 通过调整负载验证动态性能

注意事项‌:

  • 大VIN-VOUT压差在高负载电流下会导致显著功耗
  • 最大负载能力受PCB散热设计影响
  • 建议持续监测器件温度

四、性能测试结果

1. 关键指标实测数据

PSRR性能‌:

  • 1kHz:>60dB
  • 1MHz:保持40dB以上
  • 测试条件:VIN=2.5V, VBIAS=5V, VOUT=1.8V

软启动特性‌:

  • 4.7μF软启动电容对应3.7ms启动时间
  • 典型启动波形包含EN、VOUT、SS_SET和IOUT信号

噪声谱密度‌:

  • 10Hz-100kHz积分噪声:1.68μVRMS@1.5A
  • 1/f转折频率约100Hz

2. 稳定性分析

  • 相位裕度:>60°(全负载范围)
  • 增益交越频率:约100kHz
  • 测试方法:小信号注入法(TP2/TP8)

五、典型应用场景

1. 航天电子系统

  • 卫星电源系统(EPS)
  • 抗辐射要求的RF电路供电

2. 高精度模拟电路

  • 数据转换器(ADC/DAC)
  • 压控振荡器(VCO)和锁相环(PLL)
  • 高速串行接口(SerDes)

3. 处理器供电

  • FPGA和DSP的精密电源
  • 成像传感器供电
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