TPS544C26EVM 35A降压转换器评估模块技术解析与应用指南

描述

Texas Instruments TPS544C26EVM转换器评估模块 (EVM) 用于TPS544C26 DC/DC直流/直流同步降压转换器,具有数字I²C和串行电压识别 (SVID) 接口,以适应Intel处理器。Texas Instruments TPS544C26EVM评估模块接受8V至16V输入,可提供高达35A的输出电流。该转换器采用D-CAP+™控制模式实现快速瞬态响应,使用较少的输出电容来节省电路板空间。

数据手册:*附件:Texas Instruments TPS544C26EVM转换器评估模块数据手册.pdf

特性

  • 设计用于提高效率,包括测试点和跳线,用于配置TPS544C26
  • 默认开关频率设置为800kHz
  • 默认输出电压设置为1.1V
  • 适用于企业服务器应用的Intel Eagle和Birch Stream SVID方案

板布局

同步降压转换器

TPS544C26EVM 35A降压转换器评估模块技术解析与应用指南

一、产品概述

TPS544C26EVM是德州仪器(TI)推出的一款高性能降压转换器评估模块,用于评估TPS544C26 DC/DC同步降压转换器的性能。该模块采用先进的D-CAP+™控制架构,具有数字I2C和SVID接口,专为Intel处理器供电设计。

核心特性‌:

  • 宽输入电压范围:4V至16V
  • 高达35A的输出电流能力
  • 集成数字接口(I2C/SVID)配置功能
  • 高效率D-CAP+™控制架构
  • 完整的评估平台,包含GUI配置工具

二、关键性能参数

根据数据手册测试数据(表2-1),在25°C环境温度下,该评估模块表现出以下典型性能:

参数测试条件最小值典型值最大值单位
输入电压范围-81216V
输出电流VIN=8-16V0-35A
输出电压预设1.1V-1.1-V
开关频率可配置6008001200kHz
效率VIN=12V,IO=35A-87-%

三、评估模块硬件设计

1. 电源架构

评估模块采用同步降压拓扑,关键组件包括:

  • 主控芯片:TPS544C26RXXR(WQFN-FCRLF37封装)
  • 功率电感:120nH屏蔽式电感(SLC1175-121MEB)
  • 输入电容网络:270μF聚合物电容+多颗陶瓷电容
  • 输出电容网络:多颗47μF X6S陶瓷电容

2. 接口定义

主要连接器‌:

  • J3(PVIN):8-16V输入电源接口
  • J4(VOUT):输出负载连接端
  • J5(EXTBIAS):外部5V偏置电源(可选)
  • J13(USB2GPIO):I2C通信接口

关键测试点‌:

  • TP1(PVIN_SNS):输入电压监测
  • TP11(PG):电源正常信号
  • TP27(CF):故障指示信号

四、软件配置系统

1. Fusion I2C GUI工具

评估模块配套提供图形化配置工具,主要功能包括:

  • 实时监控输入/输出电压电流
  • 配置开关频率(600-1200kHz可调)
  • 设置输出电压(通过SVID或I2C)
  • 故障监测与保护配置

2. 典型配置流程

  1. 连接硬件‌:
    • 通过USB2GPIO接口连接PC
    • 配置扫描模式为TPS54xC2x系列
  2. 基础参数设置‌:
    • 在SYS_CONFIG1(A0h)中配置工作模式
    • 通过VOUT_CTRL选择电压设置方式(SVID/I2C)
  3. 动态调整‌:
    • 实时修改输出电压(1.1V典型值)
    • 调整开关频率优化效率
    • 配置保护阈值

五、PCB布局设计

评估模块采用6层板设计,提供优秀的布局参考:

  1. 顶层布局‌:
    • 功率路径元件集中布置
    • 优化开关节点面积
    • 清晰的输入/输出分区
  2. 内层设计‌:
    • 专用电源层和地层
    • 完善的散热过孔阵列
    • 敏感信号屏蔽设计
  3. 底层布局‌:
    • 放置控制电路和接口元件
    • 最小化敏感走线长度
    • 充分的接地铜皮

六、典型应用配置

1. 高效率配置(外部偏置)

  1. 连接外部5V电源至J5(EXTBIAS)
  2. GUI中禁用内部LDO
  3. 设置开关频率为800kHz
  4. 启用强制CCM模式

2. 低噪声配置

  1. 使用内部LDO供电
  2. 设置开关频率为600kHz
  3. 启用展频功能
  4. 优化环路补偿参数

七、设计验证建议

  1. 效率测试‌:
    • 比较不同负载/频率组合下的效率
    • 验证外部偏置对效率的影响
  2. 热性能测试‌:
    • 监测关键元件温升
    • 验证散热设计在最大负载下的表现
  3. 动态响应测试‌:
    • 施加负载阶跃变化
    • 观察输出电压恢复特性
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