Texas Instruments TPS7H1210EVM评估模块设计旨在评估输入电源范围为-3V至-16.5V与1A电流的TPS7H1210-SEP负电压线性稳压器。应用包括模拟电路电源、数据转换器、后置直流-直流转换器调节和纹波滤波以及空间受限区域的辐射硬化超清洁模拟电源。

数据手册：*附件：Texas Instruments TPS7H1210EVM评估模块数据手册.pdf

特性

• 低噪声、高电源抑制比 (PSRR)
• 宽输入电压范围：-3V至-16.5V
• 可调输出电压范围：-1.18V至-15.5V
• 输出电流高达1A
• 内置电流限制和热关断保护

布局

TPS7H1210EVM评估模块深度技术解析

一、产品核心特性与应用领域

TPS7H1210EVM是德州仪器专为评估TPS7H1210-SEP负压线性稳压器设计的评估模块，具有以下突出特性：

‌ 关键特性参数： ‌

• 输入电压范围：-3V至-16.5V
• 输出电压范围：-1.18V至-15.5V（通过电阻网络可调）
• 最大输出电流：1A（受散热条件限制）
• 典型压降电压(VDO)：500mV（最坏工况）
• 低噪声设计：10Hz-100kHz积分RMS噪声仅27.2μVRMS

‌ 目标应用场景： ‌

1. ‌航天电子系统‌：特别适合低地球轨道(LEO)空间应用
2. ‌卫星电源系统‌：为卫星电气动力系统(EPS)提供稳定负压
3. ‌精密模拟电路‌：
   • 数据转换器(ADC/DAC)供电
   • 运算放大器负压电源
   • 成像传感器供电
4. ‌后级稳压滤波‌：用于DC-DC转换器输出后的二次稳压

二、硬件架构与接口配置

1. 电源接口系统

‌ 输入接口： ‌

• J1/J4(-VIN)：负电压输入香蕉插孔/SMA接口
• J6(GND)：输入接地返回端

‌ 输出接口： ‌

• J2/J5(-VOUT)：稳压输出香蕉插孔/SMA接口
• J7(GND)：输出接地返回端

‌ 特殊设计考虑： ‌

• 输入引线建议采用双绞线并尽量缩短长度以降低EMI
• 引线长度超过6英寸时需在J1-J6间增加47μF电解电容(C5位置)

2. 控制与监测接口

‌ 使能控制(J3)： ‌

• 引脚2-3短接：强制使能（EN接VIN）
• 引脚1-2短接：强制禁用（EN接GND）
• 无跳线：通过电阻分压器使能（约40% VIN）

‌ 测试点配置： ‌

• TP1：-VIN接入点
• TP2/TP3：-VOUT监测点（TP2位于R1电阻前）
• TP4/TP5：GND参考点

三、典型配置与操作指南

1. 输出电压设置方法

输出电压通过RFB_TOP和RFB_BOT电阻分压网络调节，计算公式为：

VOUT = -1.182V × (1 + RFB_TOP/RFB_BOT)

‌ 默认配置： ‌

• RFB_TOP = 34.0kΩ
• RFB_BOT = 10.5kΩ
• 输出电压 = -5V

‌ 设计注意事项： ‌

• 反馈网络电流应≥5μA（公式验证：(VOUT)/(RFB_TOP+RFB_BOT)≥5μA）
• 避免使用前馈电容(C1)，可能导致FB引脚在关断时出现正电压

2. 标准操作流程

1. ‌ 初始设置： ‌
   • 确认输入电源设置为-6V（绝对值＞5.5V）
   • 连接负载（≤1A）至J2(-VOUT)和J7(GND)
2. ‌ 启用步骤： ‌
   • 跳线J3设置为引脚2-3短接（推荐初始配置）
   • 或移除J3跳线通过分压器使能
3. ‌ 测试调整： ‌
   • 通过SMA接口(J4/J5)连接示波器（设置为高阻抗）
   • 根据需要调整输入电压和负载

‌ 重要警告： ‌ 高|VIN-VOUT|差值在大负载电流下会导致显著功耗，需计算|VIN-VOUT|×ILOAD确保不超过热限值

四、性能测试数据与波形分析

1. 动态响应特性

‌ 负载瞬态响应： ‌

• 1mA↔500mA阶跃响应时间：＜100μs
• 输出电压偏差：＜50mV（条件：VIN=-6V, VOUT=-5V）

‌ 启停时序： ‌

• 软启动时间：约120ms（CNR_SS=100nF时）
• 使能至输出稳定时间：＜1ms

2. 关键性能指标

‌ 电源抑制比(PSRR)： ‌

• 低频段(10Hz)：＞60dB
• 1kHz处：＞40dB
• 100kHz处：＞20dB

‌ 噪声频谱： ‌

• 10Hz点噪声：约3μV/√Hz
• 1kHz点噪声：约0.03μV/√Hz
• 10kHz以上：＜0.01μV/√Hz

五、PCB设计要点

1. 层叠结构

‌ 四层板设计： ‌

• 顶层：元件布局与关键信号走线
• 内层1/2：完整地平面与电源分割
• 底层：辅助元件与测试点

2. 热管理设计

‌ 重点散热区域： ‌

• U1(TPS7H1210-SEP)本体
• 电流检测电阻R1(0Ω)
• 输出电容组(C10-C12)

‌ 优化措施： ‌

• 关键发热元件周围布置散热过孔阵列
• 大电流路径采用宽铜箔设计（最小宽度100mil）

六、物料选型建议

‌ 核心元件清单： ‌

元件类别	关键参数	推荐型号
主IC	-16.5V/1A负压LDO	TPS7H1210MRGWSEP
输入电容	10μF/50V X7R	CGA5L1X7R1H106K160AE
输出电容	10μF/50V X7R	CGA5L1X7R1H106K160AE
反馈电阻	34.0kΩ/1% 0805	ERJ-6ENF3402V
反馈电阻	10.5kΩ/1% 0805	ERJ-6ENF1052V