基于TPS56C231EVM的高效同步降压转换器设计与应用

描述

Texas Instruments TPS56C231EVM转换器评估模块 (EVM) 设计用于评估TPS56C231。TPS56C231是一款单D-CAP3™模式同步降压转换器,需要非常少的外部元件。Texas Instruments TPS56C231EVM评估模块是一款单端、同步降压转换器,通过4.5V到17V输入提供达12A、1.2V输出。

数据手册:*附件:Texas Instruments TPS56C231EVM转换器评估模块数据手册.pdf

特性

  • 输入电压范围:4.5V至17V
  • 输出电压范围:0.6V - 5.5V
  • 输出电流:高达12A
  • ECO模式和FCCM模式
  • 快速瞬态响应

板布局

转换器

基于TPS56C231EVM的高效同步降压转换器设计与应用

一、产品概述与关键特性

TPS56C231EVM是德州仪器(TI)推出的一款高性能同步降压转换器评估模块,核心器件为TPS56C231集成电路。该模块具有以下显著特点:

  • 宽输入电压范围‌:4.5V至17V输入,适应多种电源场景
  • 大电流输出‌:支持高达12A的连续输出电流
  • 高效率拓扑‌:采用D-CAP3™控制模式的同步降压架构
  • 紧凑设计‌:集成MOSFET驱动器,显著减少外部元件数量

二、核心性能参数

在12V输入、1.2V输出、25℃环境温度下的典型性能:

  • 开关频率‌:800kHz(可配置为400kHz/1200kHz)
  • 输出电压纹波‌:<10mVpp(满载条件下)
  • 过流保护阈值‌:17A(典型值)
  • 转换效率‌:>90%(12V转1.2V@6A)

三、评估模块使用指南

4.1 典型连接方式

  1. 电源连接‌:
    • 输入:J1端子(+极接J1-2,GND接J1-1)
    • 输出:J2端子(+极接J2-1,GND接J2-2)
  2. 使能控制‌:
    • 短接J3的1-2脚禁用输出
    • 短接J3的2-3脚使能输出

4.2 测试点功能

测试点功能描述
TP2输入电压监测
TP7输出电压监测
TP10输出地参考
J11开关节点波形测试

四、PCB布局建议

  1. 功率路径布局‌:
    • 采用短而宽的走线连接VIN/SW/VOUT
    • 输入电容尽量靠近芯片VIN引脚
  2. 地层设计‌:
    • 使用完整地平面(Inner1层)
    • 功率地(PGND)与信号地分开布置
  3. 热管理‌:
    • 充分利用底部裸露焊盘散热
    • 建议添加 thermal via阵列

五、典型应用场景

  1. 工业电源系统‌:
    • 12V/24V总线转换
    • 分布式电源架构
  2. 通信设备‌:
    • FPGA/ASIC核心电源
    • 光模块供电
  3. 消费电子‌:
    • 大电流处理器供电
    • 显示面板驱动电源
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