TPS7A14EVM评估模块技术解析与应用指南

描述

Texas Instruments TPS7A14EVM-058和TPS7A14EVM-095评估模块 (EVM) 有助于设计人员评估 TPS7A14 LDO稳压器的运行情况和性能。该模块配置有单个低噪声、小尺寸、线性稳压器,适用于各种应用。该稳压器可提供高达1A负载电流,具有低VIN 至VOUT压差。

数据手册:*附件:Texas Instruments TPS7A14EVM评估模块数据手册.pdf

特性

  • 超低输入电压范围:0.6V至2.2V
  • 在整个负载、线路和温度范围内的准确度为1%
  • 高电源抑制比 (PSRR):
    • 1kHz时为80dB(VOUT = 0.8V,IOUT = 500mA)
  • 提供固定输出电压:
    • 0.5V至2.05V(阶跃为25mV)
  • VBIAS 范围:
    • 大于2.2V或VOUT + 1.4V至5.5V
  • 有源输出放电

布局

评估模块

TPS7A14EVM评估模块技术解析与应用指南

一、产品概述

Texas Instruments TPS7A14EVM评估模块包含两种型号:

  • TPS7A14EVM-058‌:采用DSBGA封装的0.8V/1A LDO稳压器
  • TPS7A14EVM-095‌:采用WSON封装的1.8V/1A LDO稳压器

该评估模块专为评估TPS7A14系列LDO电压稳压器的性能而设计,具有以下核心特性:

  • 集成可选负载瞬态电路,支持高速负载瞬态测试
  • 内置输入电流环路,便于快速测量输入电流
  • 支持0.8V至2.2V输出电压范围(具体取决于型号)
  • 最大输出电流1A

二、关键性能参数

参数测试条件最小值典型值最大值单位
输入电压---2.2V/5.5VV
输出电压--0.8V/1.8V-V
输出电流---1A

三、硬件配置详解

1. 主要连接器说明

LDO电源连接器:

  • VIN/GND:输入电源正极/负极连接端
  • BIAS/GND:偏置电源正极/负极连接端
  • VOUT/GND:输出负载正极/负极连接端

使能控制接口:

  • EN:3引脚接头,用于启用/禁用TPS7A14
    • 顶部两引脚短接:VIN连接EN,启用LDO
    • 底部两引脚短接:GND连接EN,禁用LDO

2. 负载瞬态电路连接器

  • VDD/GND:负载瞬态电路输入电源
  • J18:函数发生器驱动门极驱动器的连接点(50Ω终端电阻)
  • J19/J22:高频开尔文连接,用于精确测量MOSFET漏源/栅源电压

四、负载瞬态测试配置

评估模块内置高性能负载瞬态测试电路,配置要点:

  1. 峰值电流设置‌:
    通过并联电阻R2-R6调整,计算公式:
    I_peak = VOUT / (R2∥R3∥R4∥R5∥R6)

  2. 转换速率调整‌:
    通过修改R8/R9电阻值控制负载阶跃的上升/下降时间:

    R8值R9值上升/下降时间
    97.6kΩ86.6kΩ10μs
    52.3kΩ40.2kΩ5μs
    31.6kΩ20.5kΩ2.5μs
    12.4kΩ8.06kΩ1μs
  3. 测试注意事项‌:

    • 脉冲持续时间不超过1ms,防止电阻过热
    • 建议使用50Ω终端输出的函数发生器
    • 可采用突发模式进行重复性测试

五、PCB布局分析

评估模块采用优化布局设计,关键特点:

  1. 层堆叠结构‌:
    • 顶层:元件布置和丝印层
    • 中间层:电源和地平面
    • 底层:辅助元件和测试点
  2. 热管理考虑‌:
    • TPS7A14 LDO、LMG1020YFFR门极驱动器和脉冲电阻(R2-R6)是主要发热元件
    • 大电流路径采用宽铜箔设计降低阻抗
  3. 电流测量接口‌:
    • 专门设计了适配电流探头(如LeCroy AP015或CP031)的插槽
    • 可选添加10AWG导线减少PCB寄生电感引起的振铃

六、典型应用场景

基于其特性,TPS7A14EVM特别适用于:

  1. 便携式设备‌:得益于低静态电流,适合电池供电的IoT终端
  2. 高精度传感器‌:为噪声敏感的模拟前端提供洁净电源
  3. FPGA/ASIC供电‌:支持多电压轨系统的快速原型验证
  4. 医疗电子‌:满足低纹波、高PSRR要求的生命体征监测设备

七、评估技巧与建议

  1. 性能测试优化‌:
    • 在不同负载条件下测量效率曲线
    • 评估轻载和满载时的静态电流
    • 使用SMA连接器(J1/J2)进行开尔文电压测量
  2. 扩展实验方向‌:
    • 测试不同输出电容对稳定性的影响
    • 评估PCB布局对热性能的影响
    • 验证负载瞬态响应与理论计算的吻合度
  3. 安全注意事项‌:
    • 确保电流探头传感器不与带电导体接触
    • 高温元件周围保持适当通风
    • 严格遵循输入/输出电压规格限制
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