TPS55289-Q1 Buck-Boost转换器评估模块技术解析与应用指南

描述

Texas Instruments TPS55289Q1EVM-011转换器评估模块(EVM)包含TPS55289-Q1器件,集成四个MOSFET,具有紧凑设计,适用于各种应用。该器件经过优化,可将电池电压转换为电源电压轨。通过I^2^C接口,输出电压可在0.8V至22V之间编程,步进为10mV;输出电流限制可编程至高达6.35A,步进为50mA。此功能适用于USB供电(USB PD)应用。Texas Instruments TPS55289-Q1具有可调外部环路补偿、可编程开关频率、可选扩频和丰富的保护功能。所有这些功能为整体性能带来了灵活性和设计优化,同时优化了BOM和设计成本。

数据手册;*附件:Texas Instruments TPS55289Q1EVM-011转换器评估模块数据手册.pdf

特性

  • 宽输入和输出电压范围
  • 支持可编程电源(PPS)
  • I^2^C接口
  • 可编程输出电压:0.8V到22V,步进为10mV
  • 可编程输出电流限值:高达6.35A,步进为50mA
  • 强制放电功能
  • 用户可灵活优化回路补偿
  • 轻负载时可编程PFM和FPWM模式
  • 可选可编程扩频
  • 可调输出电压补偿,用于电缆压降补偿
  • 丰富的保护特性
  • 小尺寸解决方案

板布局

转换器

TPS55289-Q1 Buck-Boost转换器评估模块技术解析与应用指南

一、产品概述

Texas Instruments TPS55289-Q1是一款集成四MOSFET开关的同步Buck-Boost转换器,专为汽车电子和工业应用设计。该评估模块(EVM)支持3V至36V宽输入电压范围,输出电压可编程至0.8V-22V,最大输出电流可达6.35A。

核心特性

  • 宽电压范围‌:输入3-36V,输出0.8-22V
  • 高精度控制‌:10mV步进电压调节,50mA步进电流限制
  • I2C接口‌:支持寄存器配置和状态监控
  • 丰富保护功能‌:过压/欠压/过流/短路保护
  • 可编程特性‌:开关频率(200kHz-2.2MHz)、扩频调制、轻载模式

二、硬件设计解析

1. 评估模块组成

主要组件‌:

  • 输入/输出连接器(J1-J4)
  • I2C接口(JP4)
  • 配置跳线(JP1-JP10)
  • 关键测试点(TP1-TP7)

关键跳线功能‌:

  • JP1(ENABLE) ‌:器件使能控制
  • JP6(SYNC) ‌:频率抖动功能选择
  • JP7(I2C地址) ‌:目标地址选择(74H/75H)
  • JP9/JP10‌:内部/外部反馈选择

2. 电气特性

性能参数‌(@25°C):

参数条件典型值单位
输入电压-3-36V
输出电压-0.8-22V
输出电流VIN≥5V, VOUT=10V3A
开关频率-400kHz

三、软件配置指南

1. GUI安装与使用

  1. 下载安装USB2ANY Explorer(固件v2.8.2.0)
  2. 从TI官网获取TPS55289-Q1 GUI
  3. 通过10pin排线连接EVM与USB2ANY

2. 典型配置流程

  1. 自动连接‌:GUI自动扫描I2C地址(0x74/0x75)
  2. 参数设置‌:
    • 输出电压(0.8-22V)
    • 电流限制(0-6.35A)
    • 工作模式(PFM/FPWM)
  3. 实时监控‌:读取寄存器状态和故障标志

四、典型应用方案

1. 汽车电子系统

  • 车载USB PD充电端口
  • 信息娱乐系统电源
  • ADAS域控制器供电

2. 工业应用

  • PLC可编程逻辑控制器
  • 电机驱动辅助电源
  • 工业自动化设备

3. 功能安全实现

  • 通过BIST(内置自检)验证电路可靠性
  • 故障状态实时读取(SCP/OCP/OVP)
  • 符合ISO 26262的功能安全要求

五、设计注意事项

  1. 热管理‌:
    • 器件结温范围-40°C至125°C
    • 高负载时注意散热设计
  2. PCB布局‌:
    • 功率回路面积最小化
    • 敏感信号远离开关节点
  3. 保护功能验证‌:
    • 测试各种故障条件下的保护响应
    • 验证自动恢复/锁存模式

六、评估建议

  1. 基础测试流程‌:
    1. 连接12V输入电源
    2. 设置目标输出电压(如5V)
    3. 逐步增加负载至5A
    4. 监测输出纹波和效率
  2. 进阶验证‌:
    • 输入电压瞬态响应测试
    • 不同温度下的性能评估
    • EMI辐射测试(启用扩频功能)
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