TPS22998评估模块深度解析与应用指南

描述

Texas Instruments TPS22998EVM评估模块设计用于评估包含TPS22998负载开关器件的双层PCB。该模块具有测试点连接,可通过用户定义的测试条件控制器件,并进行精确的RON 测量。TPS22998EVM模块的工作输入电压范围为0.2Vin至5.5V in 。该模块可访问TPS22998负载开关的VIN、VOUT、ON和CT引脚。TPS22998EVM模块采用板载CIN和COUT电容器,具有可调上升定时。

数据手册:*附件:Texas Instruments TPS22998EVM评估模块数据手册.pdf

特性

  • VBIAS 电压范围:2.2V至5.5V
  • VIN 输入电压范围:0.2V至5.5V
  • 10A最大连续开关工作电流

TPS22998EVM示意图

负载开关

TPS22998评估模块深度解析与应用指南

一、产品核心规格对比

TPS22998与TPS22992是德州仪器(TI)同系列负载开关评估模块,主要差异如下:

电气参数对比‌:

  • 额定电流‌:TPS22998(10A) vs TPS22992(6A)
  • 导通电阻‌:4mΩ(TPS22998) vs 8.7mΩ(TPS22992)
  • 输入电压范围‌:0.2-5.5V(TPS22998) vs 0.1-5.5V(TPS22992)
  • 偏置电压要求‌:2.2-5.5V(TPS22998) vs 1.5-5.5V(TPS22992)

功能差异‌:

  • TPS22998采用固定QOD(快速输出放电)设计
  • TPS22992提供可配置QOD选项(内部/10kΩ/2kΩ)

二、硬件设计亮点解析

1. 功率路径优化

评估模块采用双层PCB设计,顶层布局关键特性:

  • 大电流路径‌:使用50mil宽铜箔降低阻抗
  • 输入输出隔离‌:通过星型接地减少噪声耦合
  • 测试点布局‌:VIN_SENSE与VOUT_SENSE对称布置

2. 关键电路设计

  • 输入滤波‌:100μF(X5R)+1μF(X7R)组合电容
  • TVS保护‌:SMF6A二极管(6V钳位)
  • 偏置电路‌:支持外部VBIAS或通过JP2跳线选择VIN

三、典型测试配置方法

1. 导通电阻测试

四线测量法步骤‌:

  1. 通过J1接入直流电源(0.2-5.5V)
  2. J3连接电子负载(≤10A)
  3. 数字万用表测量TP2(VIN_SENSE)与TP3(VOUT_SENSE)压差
  4. 计算:Ron = ΔV / Iload

注:建议在25°C环境温度下测试,避免自热效应影响

2. 上升时间测试

动态特性测试方案‌:

  • 信号源‌:函数发生器(1kHz方波)连接TP6(ON)
  • 电源‌:可编程电源连接J1(VIN)
  • 观测点‌:示波器探头接TP3(VOUT_SENSE)
  • 关键参数‌:测量10%-90%电压上升时间

四、应用设计建议

1. 热管理方案

  • 连续10A应用‌:
    • 建议增加散热铜箔面积
    • 考虑强制风冷措施
    • 监测芯片结温(θJA=31.4°C/W)

2. 布局布线指南

  • 功率路径‌:至少50mil线宽(1oz铜厚)
  • 敏感信号‌:
    • CT引脚走线远离高频信号
    • 保持ON信号路径简洁
  • 接地策略‌:采用单点星型接地

五、典型应用场景

  1. 服务器电源管理‌:
    • 用于硬盘背板电源控制
    • 实现热插拔保护功能
  2. 工业设备‌:
    • PLC模块电源切换
    • 安全关断电路设计
  3. 电池供电设备‌:
    • 子系统电源域隔离
    • 低静态电流(1μA)适合便携设备

六、升级选型建议

相比TPS22992,TPS22998更适合:

  • 需要更高电流能力的应用(6A→10A)
  • 对导通损耗敏感的场景(8.7mΩ→4mΩ)
  • 简化设计的固定QOD配置

该评估模块完整呈现了TPS22998的所有关键特性,工程师可通过其快速验证:

  • 大电流开关性能
  • 动态响应特性
  • 实际应用中的热表现

通过合理利用板载测试点,可精确测量各项参数,为最终产品设计提供可靠数据支持。

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