TPS54525降压转换器评估模块使用指南

在电子设计领域，降压转换器是非常重要的组件，它能将较高的输入电压转换为较低的输出电压，以满足不同电子设备的需求。德州仪器（Texas Instruments）的TPS54525降压转换器评估模块（TPS54525EVM - 608）就是这样一款值得关注的产品。下面将结合相关文档，为大家详细介绍这款评估模块。

文件下载：TPS54525EVM-608.pdf

一、TPS54525概述

TPS54525是一款单通道、自适应导通时间、D - CAP2™模式的同步降压转换器，它所需的外部组件数量极少。其D - CAP2™控制电路针对低等效串联电阻（ESR）输出电容器（如POSCAP、SP - CAP或陶瓷类型）进行了优化，具有快速瞬态响应，且无需外部补偿。开关频率内部设定为标称650 kHz，高侧和低侧开关MOSFET以及栅极驱动电路都集成在TPS54525封装内。MOSFET的低漏源导通电阻使TPS54525能够实现高效率，并有助于在高输出电流时保持较低的结温。该转换器设计用于从4.5 V至18 V的输入电压源提供高达5.5 A的输出，输出电压范围为0.76 V至5.5 V。

二、评估模块性能规格

TPS54525EVM - 608评估模块是一个单通道同步降压转换器，可在5 V至18 V输入下提供1.05 V、5.5 A的输出。以下是其性能规格总结（输入电压VIN = 12 V，输出电压1.05 V，环境温度25°C）：	规格	测试条件	最小值	典型值	最大值	单位
输入电压范围（VIN）	-	4.5	12	18	V
输出电压	-	-	1.05	-	V
工作频率	VIN = 9 V，IO = 1 A	-	650	-	kHz
输出电流范围	-	0	-	5.5	A
过流限制	VIN = 12 V，LO = 1.5 µH	-	-	6.9	A
输出纹波电压	VIN = 12 V，IO = 5.5 A	-	-	7	mVPP

三、模块修改

输出电压设定点

若要更改评估模块的输出电压，需要改变电阻R1的值。通过以下公式可计算特定输出电压对应的R1值：

• 输出电压从0.76 V到2.5 V：(V_O = 0.765 times (1 + frac{R_1}{R_2}))
• 输出电压超过2.5 V：(V_O = (0.763 + 0.0017 × V_O) times (1 + frac{R_1}{R_2}))

对于1.8 V及以上的较高输出电压，可能需要一个前馈电容器（C2）来改善相位裕度，印刷电路板上提供了该组件（C2）的焊盘。

四、测试设置与结果

输入/输出连接

TPS54525EVM - 608配备了输入/输出连接器和测试点。必须通过一对20 AWG电线将能够提供2 A的电源连接到J1，负载通过一对20 AWG电线连接到J2，最大负载电流能力为2 A。应尽量缩短电线长度以减少电线中的损耗。测试点TP1用于监测VIN输入电压，TP2作为接地参考；TP7用于监测输出电压，TP8作为接地参考。

启动程序

1. 确保JP1（使能控制）的跳线设置为从EN到OFF。
2. 将适当的VIN电压施加到J1的VIN和PGND端子。
3. 将JP1（使能控制）的跳线移动到覆盖EN和ON，评估模块将启用输出电压。

各项测试结果

• 效率：在环境温度为25°C时，不同输入电压下的效率曲线展示了该评估模块在不同输出电流下的效率表现。从曲线中可以看出，随着输出电流的增加，效率会有所变化，并且不同输入电压下的效率也存在差异。
• 负载调节：负载调节曲线显示了输出电压随输出电流变化的偏差情况。在不同输入电压下，输出电压的偏差在一定范围内波动。
• 线路调节：线路调节曲线展示了输出电压随输入电压变化的偏差情况，当输出电流为2.5 A时，输出电压偏差与输入电压之间存在一定的关系。
• 负载瞬态响应：当电流从1.25 A阶跃到3.75 A时，展示了输出电压的总峰 - 峰电压变化情况。
• 输出电压纹波：在额定满载5.5 A输出电流时，展示了输出电压的纹波情况。
• 输入电压纹波：同样在额定满载5.5 A输出电流时，展示了输入电压的纹波情况。
• 启动：分别展示了相对于VIN和使能（EN）的启动波形。

五、电路板布局

布局特点

• 顶层：包含VIN、VO和接地的主要电源走线，还有TPS54525引脚的连接以及大面积的接地填充。许多信号走线也位于顶层，输入去耦电容器尽可能靠近IC放置。输入和输出连接器、测试点以及大多数组件都位于顶层。
• 内部层1：是一个分割平面，包含模拟和电源接地。
• 内部层2：主要是电源接地，但也有VIN的填充区域和将VCC路由到使能控制跳线JP1的走线。
• 底层：主要是模拟接地，但也有通过R3将VIN连接到VCC的走线、电源良好信号的走线以及从VOUT到电压设定点分压网络的反馈走线。

六、原理图、物料清单和参考资料

原理图

提供了TPS54525EVM - 608的原理图，清晰展示了各个组件之间的连接关系。

物料清单

详细列出了评估模块所使用的各种组件，包括电容、电阻、电感、连接器、测试点等的规格、数量、描述、尺寸、零件编号和制造商等信息。

参考资料

可参考TPS54525的单同步转换器数据手册，其中包含集成的高侧和低侧MOSFET相关信息。

七、修订历史

从2012年5月的版本到2021年8月的版本，对文档中的表格、图形和交叉引用的编号格式进行了更新，同时更新了用户指南的标题，并对用户指南进行了编辑以提高清晰度。

在实际的电子设计中，我们可以根据这些信息对TPS54525EVM - 608评估模块进行合理的使用和调整。大家在使用过程中是否遇到过类似模块的其他问题呢？欢迎在评论区分享交流。