德州仪器TPS4334xEVM评估模块使用指南

一、引言

在电子设计领域，评估模块对于工程师来说是非常重要的工具，它能帮助我们快速了解和评估芯片的性能。德州仪器（TI）的TPS4334xEVM评估模块，主要用于评估TPS4334x开关模式电源、多输出电压调节器的运行和性能。该评估模块包含一个直流/直流转换器/控制器，下面我们来详细了解一下它。

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二、设备和封装配置

转换器	集成电路（IC）	封装
	TPS43340QPHPQ1	PHP - 48
U1	TPS43341QPHPQ1

三、设置

3.1 输入/输出连接器说明

• J1 - 输出：是TPS43340x线性稳压器的输出端子，提供电源（VOUT4）和接地（GND）连接。
• J2 - 输入：是设备的电源输入端子，提供电源（Vbat）和接地（GND）连接，方便用户将评估模块连接到线束。
• J3 - 输出：是TPS4334x开关模式稳压器3的输出端子，提供电源（VOUT3）和接地（GND）连接。
• J4 - 输出：是TPS4334x开关模式稳压器1的输出端子，提供电源（VOUT1）和接地（GND）连接。
• J5 - 输出：是TPS4334x开关模式稳压器2的输出端子，提供电源（VOUT2）和接地（GND）连接。
• J6 - 输入：是开关模式稳压器3的电源输入端子，提供电源（Vsup）和接地（GND）连接，Vsup不得超过10V。

3.2 跳线设置

• JP1 - PGATE：用于启用电源路径中的PMOS FET，可强制关闭FET或由设备的GPULL输出控制。
• JP2 - EXTSUP：用于选择控制FET栅极驱动器的源极和漏极电路的可选电源，可选择开关模式稳压器1或2的输出。若移除跳线并将EXTSUP连接到GND，栅极驱动器将由VIN供电。
• JP3 - VINLR1：用于选择线性稳压器的电源供应源，可选择开关模式稳压器1的输出或受保护的电池输入（VIN），也可留空跳线并通过VINLR1测试点使用外部电源。
• JP4 - VIN2：用于选择开关模式稳压器2的电源供应源，可选择开关模式稳压器1的输出或受保护的电池输入（VIN）。
• JP5 - VSUP：用于选择开关模式稳压器3的电源供应源，可选择开关模式稳压器1的输出或VSUP输入（J6）。
• JP6 - ROSC：用于选择开关模式稳压器的工作开关频率，通过在电路中放置下拉电阻将频率设置为约240kHz、400kHz或600kHz。
• JP7 - DELAY：用于设置上电复位延迟，通过在电路中放置电容器将延迟设置为约1ms、10ms或100ms。
• JP8 - EN1：用于启用开关模式转换器1，高电平启用，低电平禁用。
• JP9 - EN2：用于启用开关模式转换器2，高电平启用，低电平禁用。
• JP10 - EN3：用于启用开关模式转换器3，高电平启用，低电平禁用。
• JP11 - EN4：用于启用线性稳压器，高电平启用，低电平禁用。
• JP12 - SLEW：用于设置开关模式转换器3的集成高端功率MOSFET的转换速率，可设置为慢、中或快。
• JP13 - SYNC：是降压转换器开关频率同步的外部时钟输入，用于启用低功耗模式（LPM）。高逻辑电平确保降压控制器强制连续模式运行，抑制进入低功耗模式；开路或低电平允许不连续模式运行，并在轻载时进入低功耗模式。在TPS43341上，高电平启用跳频扩频，开路或低电平禁用。

3.3 测试点功能

测试点	功能
EN1	开关器1的启用
EN2	开关器2的启用
EN3	开关器3的启用
EN4	线性稳压器的启用
EXTSUP	MOSFET的外部电源
GND (x9)	接地
PH1	开关器1的相位引脚
PH2	开关器2的相位引脚
PH3	开关器3的相位引脚
RST1	开关器1的复位输出
RST2	开关器2的复位输出
RST3	开关器3的复位输出
RST4	线性稳压器的复位输出
VBAT	电源输入
VIN	反向电池保护二极管后的电源输入
VINLR1	线性稳压器输入
VOUT1	开关器1的输出
VOUT2	开关器2的输出
VOUT3	开关器3的输出
VOUT4	线性稳压器的输出
VSUP	开关器3的电源输入

3.4 输入电压范围

转换器的输入电压范围为4V至40V，启动时的最小输入电压为6.5V。开关器3的输入电压范围为4V至10V。

3.5 操作设置

为使TPS4334xEVM正确运行，需正确配置Delay、EN1、EN2、EN3、EN4、EXTSUP、JP1、JP5、JP6、PGATE和VIN2。推荐设置如下：	参数	设置
Delay	1ms
EN1	禁用
EN2	禁用
EN3	禁用
EN4	禁用
EXTSUP	VOUT1
JP1	自动
JP5	外部电源
ROSC	400kHz
SLEW	快速
SYNC	强制连续传导模式
VIN2	VIN
VINLR1	VIN

在这种配置下，上电时稳压器不会开启，需在给评估模块上电后使用启用跳线来启用稳压器。同时，该设备可通过将Sync跳线设置为0来设置为低功耗模式，以降低静态工作电流。当负载电流需求较低时，设备可切换到PFM模式运行，随着负载电流增加自动切换回PWM模式。

四、调节器配置

调节器	输出电压（V）	最大输出电流（A）
开关器1	5	4.5
开关器2	3.3	4.5
开关器3	1.8	2.2
线性稳压器（VLR）	3.3	0.3

五、电路板布局

TPS4334x转换器效率高，但会消耗功率。其PowerPAD™封装提供了外露的散热垫，以增强散热性能，需将其焊接到PCB上的铜焊盘以实现最佳性能。PCB的顶部和底部提供2盎司铜层以散热。

六、原理图和物料清单

6.1 原理图

该评估模块的原理图可参考Figure 17。

6.2 物料清单

数量	参考编号	描述	尺寸	制造商	零件编号
1	C1	电解电容器，330µF，50V	10mm x 20mm	Nichicon	UPW1H331MPD
7	C2, C15, C18, C19, C20, C31, C35	不安装
9	C3, C8, C11, C12, C28, C29, C34, C36, C38	陶瓷电容器，0.1µF，50V，10%	603	STD	STD
……	……	……	……	……	……

七、重要注意事项

7.1 评估板使用范围

该评估板仅用于工程开发、演示或评估目的，并非适用于一般消费者使用的成品。处理该产品的人员需具备电子学培训并遵守良好的工程实践标准。

7.2 合规性

该评估板/套件不属于欧盟关于电磁兼容性、限制物质（RoHS）、回收（WEEE）、FCC、CE或UL的指令范围，可能不符合这些指令或其他相关指令的技术要求。

7.3 操作范围

需在输入电压范围4.0V至36V（开关器3为4.0V至10V）和输出电压范围0.9V至12V内操作该评估模块，超出指定输入范围可能导致意外操作和/或对评估模块造成不可逆转的损坏；连接超出指定输出范围的负载可能导致意外操作和/或对评估模块造成永久性损坏。

7.4 温度注意事项

正常运行期间，一些电路组件的外壳温度可能高于85°C。只要保持输入和输出范围，评估模块设计为在某些组件高于60°C的情况下正常运行，这些组件包括但不限于线性稳压器、开关晶体管、功率晶体管和电流感测电阻器。在操作过程中，靠近这些设备放置测量探头时，需注意这些设备可能会很烫。

电子工程师们在使用TPS4334xEVM评估模块时，一定要仔细阅读这些注意事项，确保操作的安全性和准确性。大家在实际使用过程中遇到过哪些问题呢？欢迎在评论区分享交流。