德州仪器TPS61376EVM-NSYNC升压转换器评估模块技术解析

描述

Texas Instruments TPS61376EVM-NSYNC转换器评估模块 (EVM) 帮助在不同输入电压、输出电压和负载条件下评估TPS61376的行为和性能。TPS61376是一款高压非同步升压转换器,集成25V、4.5A开关,工作输入电压范围为2.9V至25V。通过在VP和SW引脚之间以非同步配置连接高侧N通道FET,可实现负载断开和输入直流电流限制功能。Texas Instruments TPS61376EVM-NSYNC优化用于5V输入电压和12V输出电压应用。反馈分频器和补偿网络可针对其他应用条件进行修改。

数据手册:*附件:Texas Instruments TPS61376EVM-NSYNC转换器评估模块数据手册.pdf

特性

  • 输入电压范围:2.9V至25V
  • 该器件的输出电压范围高达25V
  • 可编程输入直流电流限制高达3A
  • 电感器峰值电流限制高达4.5A
  • ^I2C^接口

板布局

转换器

德州仪器TPS61376EVM-NSYNC升压转换器评估模块技术解析

一、产品核心特性与应用场景

TPS61376EVM是德州仪器(TI)推出的一款高压非同步升压转换器评估模块,具有以下突出特性:

  • 宽输入范围‌:3V至8V输入电压,12V固定输出电压
  • 高集成度‌:
    • 集成1200kHz开关频率控制器
    • 内置输入电流限制(0.75A/3A可选)
    • 输出过压保护功能
  • 智能保护机制‌:
    • 打嗝模式过流保护
    • 负载断开功能
    • 热关断保护
  • 评估便利性‌:
    • 通过跳线配置使能/禁用状态(JP1)
    • 电流限制范围选择(JP2)
    • 6个测试点用于波形测量

该评估模块特别适用于需要高压升压转换的便携式设备、工业传感器和汽车电子应用。

二、关键性能参数

参数测试条件单位
输入电压范围-3-8V
输出电压-12V
最大输入电流ISEL=H3A
最大输入电流ISEL=L0.75A
开关频率-1200kHz
导通电阻MOSFET0.59mΩ-

三、评估板硬件设计详解

1. 电源架构设计

  • 输入滤波‌:47μF铝电解电容(C8) + 10μF陶瓷电容(C9,C10)
  • 功率转换级‌:
    • 4.7μH功率电感(L1,XEL5050-472MEC)
    • 60V/3A肖特基二极管(D1,PMEG6030EVPX)
  • 输出滤波‌:1000μF铝电解电容(C6) + 47μF陶瓷电容(C5)

2. 关键外设电路

  • 反馈网络‌:
    • 80.6kΩ(R7) + 14.3kΩ(R6)分压电阻
    • 3300pF补偿电容(C16)
  • 电流检测‌:2.2Ω电流检测电阻(R1)
  • 使能控制‌:100kΩ上拉电阻(R8,R9)

四、典型测试配置指南

1. 基本连接方式

  1. 输入电源连接J1(正极)和J3(负极)
  2. 负载连接J2(正极)和J4(负极)
  3. 配置JP1:
    • EN-H:使能器件
    • EN-L:禁用器件
  4. 配置JP2:
    • ISEL-H:3A电流限制
    • ISEL-L:0.75A电流限制

2. 效率测量点

  • TP1/TP3:输入电压正/负检测点
  • TP2/TP4:输出电压正/负检测点
  • TP6:开关节点波形测试点

五、布局设计与优化建议

1. PCB堆叠结构

  • 4层板设计(1oz铜厚)
  • 顶层:所有元件布局
  • 内层1:完整地平面
  • 内层2:电源布线
  • 底层:辅助布线层

2. 热管理要点

  • 功率电感L1周围预留散热空间
  • 输入/输出大电流路径使用≥2mm宽走线
  • 关键热源点添加thermal via阵列

六、定制化修改指南

  1. 输出电压调整‌:
    • 修改R6/R7反馈电阻值
    • 公式:VOUT = 0.8V × (1 + R7/R6)
  2. 动态响应优化‌:
    • 调整C16补偿电容值(默认3300pF)
    • 可并联C13(15pF)改善高频响应
  3. 输入电容选择‌:
    • 评估板使用47μF铝电解电容(C8)
    • 实际应用可移除或替换为陶瓷电容
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