Texas Instruments TPS281C100EVM开关评估模块 (EVM) 使硬件工程师能够评估TPS281C100工业高侧开关的完整性能和功能。TPS281C100EVM包含在将TPS281C100设计为应用电力系统的一部分之前对其进行测试和评估所需的一切内容。评估模块设计为独立电路板，使用BoosterPack™ 插入式模块接头连接输出负载或电压电源或底层Texas Instruments微控制器。数字输出模块、保持制动和安全扭矩关断 (STO) 等多种应用功能均可通过该评估模块启用和显示。该评估模块装有TPS281C100的QFN版本。

数据手册：*附件：Texas Instruments TPS281C100EVM开关评估模块 (EVM)数据手册.pdf

特性

• 使用固定电阻器配置电流限制
• 使用固定电阻器进行可配置的电流检测
• BoosterPack插入式模块头允许电源开关由外部微控制器控制
• 板载3.3V LDO可通过一组跳线操纵控制信号
• 良好的电路板布局和铜面积可提高散热性能
• 输出端跳线可支持不同的电感放电钳配置
• 可选基底面为VDS夹钳填充TVS二极管，电感放电更快

板布局

TPS281C100EVM工业高边开关评估模块技术解析

一、产品概述

Texas Instruments TPS281C100EVM是一款专为TPS281C100工业高边开关设计的硬件评估模块，为工程师提供完整的性能评估平台。该模块支持60V DC工作电压，具有100mΩ低导通电阻，可驱动高达4.5A的直流负载电流。

核心特性

• ‌灵活配置能力‌：
  • 可调电流限制(1A至5A范围)
  • 集成电流检测功能(通过外置电阻配置)
  • 支持BoosterPack™插件模块接口，可与TI微控制器无缝对接
• ‌多重保护机制‌：
  • 集成输出钳位电路(用于感性负载放电)
  • 热关断保护功能
  • 短路电流限制
• ‌工业级设计‌：
  • 4mm×4mm QFN封装(12引脚)
  • 工作温度范围-40°C至125°C
  • 符合工业控制系统要求

二、硬件架构分析

1. 电源管理系统

‌供电配置‌：

• ‌主电源输入‌：通过J1接口接入VS(最高60V DC)
• ‌板载LDO‌：集成3.3V稳压器(TPS7A1633DGNR)
• ‌控制逻辑电源‌：可通过跳线J5使能/禁用板载LDO

‌关键保护电路‌：

• TVS二极管阵列(SMCJ60CA-HRA/SMCJ10A)
• 输出钳位配置跳线(J9)
• 故障检测电路(FLT引脚)

2. 接口与控制逻辑

‌主要连接器‌：

接口	功能	测试点
J1/TP1	主电源输入	VS
J3/TP2	开关输出	VOUT
J15/J16	BoosterPack接口	40引脚

‌关键跳线配置‌：

跳线	功能	配置选项
J6	ENABLE控制	1-2:拉高 / 2-3:拉低
J7	DIAG_EN控制	1-2:拉高 / 2-3:拉低
J8	OL_ON控制	1-2:拉高 / 2-3:拉低
J10/J11	电流限制配置	24.9kΩ/16.9kΩ并联

三、典型应用场景

1. 工业控制系统

• PLC数字输出模块
• 安全扭矩关断(STO)电路
• 保持制动控制

2. 汽车电子

• 车身控制模块(BCM)
• 信息娱乐系统电源管理
• ADAS传感器供电控制

3. 消费电子

• 智能家电电机驱动
• 电源分配单元
• 固态继电器替代方案

四、评估板使用指南

1. 快速启动步骤

1. 连接VS电源(3-60V DC)至J1接口
2. 配置J5跳线启用板载LDO(位置2-3)
3. 通过J6设置ENABLE信号(默认1-2位置为高电平)
4. 连接负载至J3输出接口
5. 使用TP12监测FAULT信号状态

2. 关键参数测量方法

• ‌导通电阻‌：测量VOUT-VS压差与负载电流比值
• ‌开关响应时间‌：通过ENABLE信号与VOUT上升沿时间差计算
• ‌电流限制阈值‌：公式计算：I_LIM = 50mV / (R12 || R7)

五、设计参考建议

1. PCB布局要点

• 功率回路面积最小化(建议<1cm²)
• GND层保持完整无分割
• 敏感信号远离高频开关节点

2. 元件选型参考

• ‌输出电容‌：推荐10μF X6S陶瓷电容(C3216X6S2A106K160AC)
• ‌TVS二极管‌：SMC封装双向TVS(SMCJ60CA-HRA)
• ‌电流检测电阻‌：1kΩ 1%精度(ERJ-P06F1001V)

3. 热管理设计

• 连续4A负载时监测器件温度
• 必要时增加散热措施
• 环境温度不超过85°C

六、性能参数

基于模块规格：

• ‌导通电阻‌：典型值100mΩ
• ‌开关响应时间‌：<1μs(典型值)
• ‌静态电流‌：待机功耗<23μA
• ‌输出放电时间‌：<100μs(带TVS钳位)