TPS2384评估模块使用指南：从硬件到操作的全面解析

在电子工程师的日常工作中，评估模块是验证和测试芯片性能的重要工具。今天，我们就来深入探讨一下德州仪器（Texas Instruments）的TPS2384评估模块（EVM），它能帮助我们更好地了解TPS2384芯片在以太网供电（PoE）应用中的表现。

文件下载：TPS2384EVM.pdf

相关设备与文档

相关设备

要与TPS2384 EVM进行通信，需要用到TI的EV2400基于USB的PC接口板。这个接口板可从TI官网（www.ti.com）订购。它能让我们通过基于Windows的控制/监控图形用户界面（GUI）与TPS2384 EVM进行交互。

相关文档

• 《TPS2384 Quad Integrated Power Sourcing Equipment Power Manager数据手册》（SLUS634）：详细介绍了TPS2384芯片的技术规格和功能。
• 《EV2400 Evaluation Module Interface Board用户指南》（SLUU446）：指导我们如何使用EV2400接口板。
• 《USB Drivers for Windows XP and Windows 2000》（SLUC578）：提供了EV2400板在Windows PC上的USB驱动程序。
• 《Software Files for TPS2384EVM》（SLVC078）：包含了TPS2384EVM控制GUI的安装文件。

硬件概述

HPA109 EVM采用了德州仪器的TPS2384芯片，它既可以配置为端点电源设备（PSE），也可以配置为中跨PSE。该模块提供了四个输入和四个输出RJ - 45连接器，可直接连接到以太网电缆。

根据IEEE 802.3af规范，PSE可以通过以太网电缆的数据线路或备用线路供电。HPA109 EVM设计了跳线，方便我们选择不同的供电配置。此外，TPS2384设备可以在自动模式或电源管理模式下运行，并且开发了图形用户界面（GUI），通过I2C接口对TPS2384内部寄存器进行读写操作。

EVM操作

操作要求

需要一个外部48V电源，连接到J3引脚1（正极）和J3引脚3（负极）。工厂安装了JV1跳线，将TPS2490热插拔控制器输出的48V电压施加到TPS2384设备。JP2和JP3跳线也在工厂安装，让我们可以使用S1复位开关。按下S1会向TPS2384的PORB输入产生一个低电平信号，重置所有内部状态机和寄存器。

跳线设置

JMS1跳线在工厂安装在引脚1和引脚2之间，将模式选择（MS）设置为自动模式。在自动模式下，TPS2384会自动发现、分类并为符合IEEE 802.3af标准的受电设备（PD）供电。我们可以通过跳线块配置向PD供电的方式，具体设置可参考表1。

连接器

• J1：I2C连接器
• J2：备用电源提取端口连接器
• J3：电源输入连接器
• J4：允许使用外部电压源代替J1连接器上的VCC_I2C电源
• J5：外部光耦电压源连接器
• J6（V3.3）：允许使用TPS2384的V3.3输出驱动光耦
• J11：通过光耦将I2C接口的PORB连接到TPS2384
• J7 - J10：将受电端口LED连接到相应端口

测试点

评估模块提供了多个测试点，用于监测各种电压和信号，如10V内部偏置源（TPV10）、6.3V内部偏置源（TPV6P3）、3.3V电压源（TP3.3）等。在监测一些高阻抗输入的测试点时，建议使用低电容/FET输入缓冲器，以避免影响性能。

I2C接口

TPS2384 EVM上的I2C接口可用于读写TPS2384内部寄存器。为了方便操作，我们可以使用TI的EV2400模块将个人计算机（PC）的USB端口连接到TPS2384 EVM的I2C接口。使用I2C接口时，需要将外部3.3V电源连接到J3引脚4并参考J3引脚3，或者安装J6跳线。同时，要安装JSDA_OUT1、JSDA_IN1和JSCL1跳线，并将S2地址选择开关设置为I2C二进制地址00001。

TPS2384图形用户界面操作

软件下载

需要从TI网站下载两个文件：TPS2384EVM和TPS2384EVM.exe，下载地址为http://focus.ti.com/docs/toolsw/folders/print/tps2384evm.html#supportsoftware 。同时，还需要从TI网站下载EV2400软件，下载地址为http://focus.ti.com/docs/toolsw/folders/print/EV2400.html 。

连接步骤

1. 使用标准USB电缆将PC的USB端口连接到EV2400的USB端口。
2. 使用EV2400附带的布线组件，将一端连接到EV2400的I2C端口，另一端连接到HPA109 EVM的I2C接口连接器：红色线连接J1引脚1，白色线连接J1引脚3，棕色线连接J1引脚5，黑色线连接J1引脚8。

启动GUI

安装好EV2400和HPA109所需的所有文件后，执行TPS2384EVM.exe文件启动TPS2384 GUI。

自动模式操作

在自动模式下（JMS1跳线连接在引脚1和引脚2之间），点击TPS2384 GUI上的“Start access”按钮，“Enable Auto Read”按钮应处于选中状态（默认模式）。GUI上显示的寄存器编号与TPS2384数据手册中的编号相对应。在自动模式下，只能访问TPS2384设备中的只读寄存器。

电源管理模式操作

在电源管理模式下（JMS1跳线连接在引脚2和引脚3之间），启动TPS2384 GUI后，点击“Start access”按钮，然后按下“Disable Auto Read”按钮，以便控制TPS2384的写寄存器。通过选择寄存器10中所需端口下的下拉箭头按钮，选择所需的功能。选择功能后，按下GUI左侧寄存器10部分对应的端口号，将命令写入TPS2384寄存器并执行相应操作。要查看状态，按下GUI左上角的“Read”按钮进行一次性状态快照；要持续更新状态寄存器，按下“Enable Auto Read”按钮。

物料清单

文档中提供了TPS2384 HPA109评估模块的详细物料清单，包括电容、电阻、二极管、MOSFET、集成电路等各种元件的数量、参考编号、值、尺寸、制造商和零件编号等信息。在进行设计和组装时，需要注意这些元件的选择和使用，同时要遵守相关的ESD防护、清洁和工艺标准。

EVM原理图和布局

文档中还附录了EVM的原理图以及电路板的顶层和底层布局，这对于我们深入了解评估模块的电路结构和设计非常有帮助。

通过对TPS2384评估模块的全面了解，我们可以更好地利用它来测试和验证TPS2384芯片在以太网供电应用中的性能。在实际应用中，你是否遇到过类似评估模块的使用问题？你又是如何解决的呢？欢迎在评论区分享你的经验和见解。