Texas Instruments TPS7H4001EVM-CVAL转换器评估模块 (EVM) 演示TPS7H4001-SP降压转换器如何提供高达18A的负载点 (POL) 电流。该特性适用于必须具有严格稳压容差的应用，例如为ASIC和FPGA供电的应用。该评估模块在默认状态的配置为接受5V输入。还可以对它修改来禁用或修改欠压闭锁 (UVLO) 保护，支持3V至7V输入电压。该评估模块还被配置为在18A最大峰值输出电流时输出为1V。同样，通过改变板上的一个电阻器可以调节该稳压输出电压。Texas Instruments TSP7H4001-SP具有专用的软启动、使能和可调斜率补偿引脚，为满足特定应用要求提供了设计灵活性。

数据手册：*附件：Texas Instruments TPS7H4001EVM-CVAL转换器评估模块数据手册.pdf

特性

• 评估航天应用的TPS7H4001-SP辐射硬度保证 (RHA) 18A POL降压转换器
• VIN范围：3V至7V
• 输出：高达18A（在1V时）
• 低输出电压纹波

板布局

TPS7H4001EVM-CVAL评估模块技术解析

一、产品概述

TPS7H4001EVM-CVAL是德州仪器(TI)推出的一款评估模块(EVM)，专门用于评估TPS7H4001-SP辐射硬化同步降压转换器的性能。该模块提供5V输入电压和1V输出电压配置，最大输出电流可达18A。

主要特性

• ‌辐射硬化设计‌：适用于太空卫星等恶劣环境应用
• ‌高效率‌：集成高低边MOSFET，采用电流模式控制
• ‌宽输入范围‌：3V至7V(通过修改UVLO电路)
• ‌可调输出‌：通过更改板载电阻可调节输出电压
• ‌灵活配置‌：支持单通道和多通道并联(理论最大72A输出)

二、关键参数与配置

2.1 默认配置参数

该评估模块出厂默认配置如下：

参数	规格	说明
输入电源	5V	由UVLO使能电路(R5,R6)限定
输出电压	1V	R19=10kΩ, R26=15.4kΩ
输出电感	0.9µH	设计满足10%电感纹波电流
输出电容	1980µF	低ESR(1mΩ)确保输出电压纹波
输出电流	0-18A	设计最大值
开关频率	500kHz	由R9(RT)=174kΩ设定
软启动时间	≈2ms	由C13(Css)=10nF设定

2.2 核心功能特点

1. ‌精密电压基准‌：0.6V±1.5%精度，适应温度、辐射及线路负载变化
2. ‌可调斜率补偿‌：提供设计灵活性
3. ‌可编程软启动‌：防止启动冲击电流
4. ‌输入UVLO保护‌：避免欠压工作
5. ‌相位同步功能‌：支持多相并联工作

三、应用领域

1. ‌太空电子系统‌：
   • 卫星FPGA、微控制器供电
   • 数据转换器和ASIC电源
   • 有效载荷电源系统
2. ‌辐射环境应用‌：
   • 抗辐射要求的电子设备
   • 高可靠性军事/航天系统
3. ‌高密度电源设计‌：
   • 多相并联实现更高电流(72A)
   • 紧凑型点负载(POL)解决方案

四、测试与评估

4.1 初始设置

评估模块测试需要以下仪器连接：

1. ‌输入电源‌：5V DC，8A限流
2. ‌电子负载‌：连接至VOUT端子
3. ‌示波器‌：
   • CH1：监测相位节点(PH1)
   • CH2：监测输出电压(VOUT1)
   • CH3：输出电流监测(仅瞬态测试需要)

4.2 性能测试项目

1. ‌输出电压调节‌：0-18A负载范围内保持1V稳定输出
2. ‌输出纹波‌：18A负载下纹波电压测量
3. ‌软启动特性‌：约2ms软启动时间
4. ‌负载瞬态响应‌：
   • 9A↔18A阶跃响应(<25mV过冲)
   • 转换速率1A/µs
5. ‌输入纹波‌：约76mV(忽略开关耦合)
6. ‌环路频率响应‌：
   • 带宽≈30kHz
   • 相位裕量≈60°
7. ‌电流限制‌：典型25A限流保护

五、设计要点

1. ‌PCB布局‌：
   • 6层板设计，优化电源回路
   • 专用功率地层和信号层分离
   • 关键元件布局考虑热分布和噪声抑制
2. ‌补偿网络‌：
   • RCOMP=10kΩ
   • CCOMP=10nF
   • CHF=150pF(可选高频极点)
3. ‌并联配置‌：
   • 支持最多3个从设备并联
   • 四相工作理论支持72A负载
   • 需联系TI技术支持获取并联评估指导