TPS552892EVM-111评估模块技术解析与应用指南

描述

Texas Instruments TPS552892EVM-111评估模块设计用于评估TPS552892的运行情况。TPS552892是一款同步降压-升压转换器,优化用于将电池电压或适配器电压转换为电源轨电压。TI TPS552892EVM-111集成了四个MOSFET开关,为USB供电 (USB PD) 应用提供紧凑的解决方案。

数据手册:*附件:Texas Instruments TPS552892EVM-111评估模块数据手册.pdf

特性

  • 输入电压范围:3.0V至36V
  • 输出电压范围:高达22V
  • 平均电感器电流限制:8A
  • 可调开关频率:200kHz至2.4MHz

PCB布局

升压转换器

TPS552892EVM-111评估模块技术解析与应用指南

一、产品概述

TPS552892EVM-111是德州仪器(TI)推出的高性能同步升降压转换器评估模块,核心器件为TPS552892芯片。该模块集成了四个MOSFET,具有3-36V宽输入电压范围和12V固定输出电压,最大输出电流可达5A(输入电压≥12V时)。评估板采用400kHz默认开关频率,为工程师提供了完整的电源解决方案开发平台。

二、关键性能参数

2.1 电气规格

参数测试条件典型值单位
输入电压范围-3-36V
输出电压-12V
最大输出电流VIN≥6V3A
VIN≥9V4A
VIN≥12V5A
开关频率默认400kHz

2.2 热特性

  • 工作温度范围:-40°C至+125°C
  • 热关断阈值:170°C
  • 热恢复阈值:156°C

三、硬件架构解析

3.1 主要功能模块

  1. 功率转换模块‌:
    • 集成4个MOSFET的同步升降压拓扑
    • 4.7μH屏蔽复合电感(L1)
    • 多级输入/输出滤波网络
  2. 控制逻辑‌:
    • 可编程软启动(通过CT引脚电容)
    • 工作模式选择(强制PWM/自动PFM)
    • 频率抖动功能(JP5配置)
  3. 保护电路‌:
    • 输入过压保护
    • 热关断保护
    • 输出短路保护

3.2 接口配置

连接器功能描述
J1/J2输入电压正/返回连接
J3/J4输出电压正/返回连接
JP1使能控制(ON/OFF)
JP6工作模式选择(PWM/PFM)
JP7EXTVCC选择(内部LDO/外部5V)

四、典型应用设计

4.1 测试步骤

  1. 电源设置:将电源(约12V)正极接J1,负极接J2
  2. 负载连接:正极接J3,负极接J4
  3. 逐步增加负载,监测J3-J4间输出电压
  4. 输入电压扫描测试(9V-20V)
  5. 测试完成后先关闭负载再关闭电源

4.2 关键元件选型

  • 输入电容‌:68μF聚合物混合电容(C3)
  • 输出电容‌:多颗10μF陶瓷电容并联
  • 电感‌:4.7μH屏蔽复合电感(L1)
  • 电流检测电阻‌:10mΩ精密电阻(R4)

4.3 PCB设计要点

  • 功率路径使用宽铜箔降低阻抗
  • 输入/输出电容尽量靠近芯片引脚
  • 敏感信号(如FB、COMP)远离开关节点
  • 热焊盘必须良好焊接

五、性能优化建议

  1. 效率提升‌:
    • 输入电压≥9V时启用外部5V供电(JP7配置)
    • 轻载时使用自动PFM模式(JP6配置)
  2. EMI改善‌:
    • 启用频率抖动功能(JP5开路)
    • 增加输入共模电感
    • 优化功率回路布局
  3. 热管理‌:
    • 确保足够的散热面积
    • 避免持续工作在最大电流
    • 监控关键元件温度(电感、MOSFET)

六、应用场景

  1. 工业电源系统‌:
    • 12V总线供电设备
    • 电池供电设备的电源管理
  2. 汽车电子‌:
    • 车载信息娱乐系统
    • ADAS模块供电
  3. 电信设备‌:
    • 基站射频模块
    • 网络设备的电源转换
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