TPSM82816EVM评估模块技术解析与应用指南

描述

Texas Instruments TPSM82816EVM评估模块设计用于评估带有6A 降压转换器和集成电感器的TPSM82816模块。该电源模块是 具有频率同步功能并采用 3mm × 4mm x 1.6mm MicroSiP ™ 封装的6A引脚对引脚兼容降压电源模块。TPSM82816EVM模块提供1.8V输出电压(精度为1%),输入电压范围为2.7V至6V。该评估模块非常适合光学模块、测试和测量、患者监护和诊断、无线基础设施以及加固型通信应用。

数据手册:*附件:Texas Instruments TPSM82816EVM评估模块用户指南.pdf

特性

  • 带有集成电感器的6A输出电流电源模块
  • 3mm x 4mm电源模块解决方案的总尺寸为60mm^2^
  • 高1.6 mm
  • 输入电压范围:2.7V至6V
  • 可与外部时钟同步

示意图

降压转换器

顶部视图

降压转换器

TPSM82816EVM评估模块技术解析与应用指南

一、产品概述

TPSM8281xEVM-089评估模块是德州仪器(TI)推出的用于评估TPSM82816和TPSM82810电源模块的开发平台。该模块采用3mm×4mm MicroSiP™封装,集成电感元件,支持频率同步功能,主要面向光通信模块、测试测量设备、病人监护系统等应用场景。

核心特性‌:

  • 宽输入范围‌:2.7V至6V工作电压
  • 高输出能力‌:TPSM82816支持6A连续输出
  • 精密调节‌:1.8V输出电压精度±1%
  • 频率同步‌:支持外部时钟同步
  • 多重保护‌:过压/欠压、过流、过热保护
  • 小型化设计‌:模块高度仅1.6mm(TPSM82816)

二、硬件配置详解

1. 接口定义

评估板提供丰富的接口配置:

  • 功率接口‌:
    • J1:输入连接器(支持16AWG线缆)
    • J2:输出连接器(支持16AWG线缆)
  • 控制接口‌:
    • JP1:使能控制(EN)
    • JP2:模式选择/同步(MODE/SYNC)
  • 监测接口‌:
    • J3:电源良好指示(PG)
    • J4:软启动/跟踪(SS/TR)

2. 关键电路设计

  • 输入滤波‌:配置22μF×2+47μF陶瓷电容
  • 输出滤波‌:5×47μF X6S陶瓷电容矩阵
  • 频率设置‌:通过R4电阻编程(10kΩ默认)
  • 软启动‌:4.7nF电容控制启动斜率

三、性能参数

1. 电气规格

参数条件最小值典型值最大值单位
输入电压TPSM828162.7-6V
输出电压--1.8-V
输出电流TPSM828160-6A
效率12V→1.8V@6A-95%--

2. 热特性

  • 工作结温:-40°C至+125°C
  • 热阻参数:
    • θJA(SIE封装):32.2°C/W
    • θJA(VCA封装):26.6°C/W

四、典型应用配置

1. 基本操作步骤

  1. 设置JP1跳线至ON位置使能模块
  2. 配置JP2选择工作模式:
    • PWM:强制PWM模式
    • PFM/PWM:自动切换模式
  3. 连接输入电源至J1(VIN/GND)
  4. 连接负载至J2(VOUT/GND)

2. 高级功能配置

  • 频率同步‌:
    • 移除JP2跳线
    • 施加1.8-4MHz同步信号至MODE/SYNC引脚
  • 电压跟踪‌:
    • 通过J4接口施加跟踪信号
    • 调整C4改变跟踪响应速度
  • 环路响应测量‌:
    • 在VOUT与R1/C6间添加50Ω电阻
    • 使用网络分析仪测量频响特性

五、PCB设计要点

1. 布局规范

  • 功率路径‌:
    • 输入电容尽量靠近VIN引脚
    • SW节点面积最小化
  • 信号完整性‌:
    • 反馈网络远离开关节点
    • AGND与PGND单点连接

2. 层叠结构

  • 4层板设计(1oz铜厚)
  • 层间分配:
    • 顶层:功率元件布局
    • 内层1:完整地平面
    • 内层2:电源分配
    • 底层:控制信号布线

六、修改与定制

1. 可调整参数

  • 输出电容‌:通过C8-C10扩展(最大47μF×3)
  • 开关频率‌:修改R4阻值
  • 软启动时间‌:更换C4电容
  • 补偿设置‌:通过R4配置(10kΩ默认)

2. 设计注意事项

  • 输出低于1V时必须安装C8(47μF)
  • 总输出电容需符合器件规格要求
  • 高电流路径使用J1/J2连接器

七、安全规范

  1. 热表面警告‌:模块工作时表面温度可能达到烫伤程度
  2. 电流限制‌:
    • 超过3A电流必须使用J1/J2连接器
    • J5/J6接口限流3A
  3. ESD防护‌:
    • 操作时佩戴防静电手环
    • 存储时使用防静电袋

本评估模块为开发人员提供了快速验证

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