TPS56528降压转换器评估模块使用指南

在电子设计领域，降压转换器是常见且关键的元件，能将高电压转换为低电压，满足不同电路的供电需求。德州仪器（Texas Instruments）的TPS56528降压转换器评估模块（TPS56528EVM - 534）为工程师提供了一个便捷的测试和开发平台。今天，我们就来详细了解一下这个评估模块。

文件下载：TPS56528EVM-534.pdf

一、TPS56528简介

TPS56528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，仅需少量外部元件。其D - CAP2控制电路针对低等效串联电阻（ESR）输出电容（如POSCAP、SP - CAP或陶瓷电容）进行了优化，具有快速瞬态响应，且无需外部补偿。内部设定的开关频率标称值为650 kHz，脉冲跳跃Eco - mode™操作在轻载条件下可提高效率。该转换器将高端和低端开关MOSFET以及栅极驱动电路集成在封装内，MOSFET的低漏源导通电阻使其能实现高效率，并在高输出电流时保持较低的结温。它可在4.5 V至18 V的输入电压源下提供高达5 A的输出，输出电压范围为0.6 V至7 V。

评估模块TPS56528EVM - 534是一个单通道同步降压转换器电路，能在4.5 V至18 V输入下提供1.2 V、5 A的输出。

二、性能规格总结

以下是TPS56528EVM - 534在输入电压 (V_{IN}=12V)、输出电压1.2 V、环境温度25°C（除非另有说明）条件下的性能规格总结：	规格	测试条件	最小值	典型值	最大值	单位
输入电压范围 ((V_{IN}))		4.5	12	18	V
输出电压			1.2		V
工作频率	(V{IN}=12V)，(I{O}=2.5A)		650		kHz
输出电流范围		0		5	A
线性调整率	(I_{O}=2.5A)		+0.5/–0.3		%
负载调整率	(V_{IN}=12V)	+0.8 /–0.11 %
过流限制	(V{IN}=12V)，(L{O}=1.5µH)	5.5	6.2	7.9	A
输出纹波电压	(V{IN}=12V)，(I{O}=5A)		10		mV PP
最大效率	(V{IN}=5V)，(I{O}=0.7A)		89.9		%

三、模块修改

3.1 输出电压设定点

若要改变评估模块的输出电压，需更改电阻R1的值。通过公式 (V_{O}=0.6 times(1+frac{R1}{R2})) 可计算特定输出电压对应的R1值。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（C4）来改善相位裕度，印刷电路板（PCB）上提供了该元件（C4）的焊盘。以下是一些常见输出电压对应的R1值：	输出电压 (V)	R1 (kΩ)	R2 (kΩ)	C4 (pF) (1)	L1 (µH)	C9 + C10 + C11 (µF)
1	33.2	49.9	5	1.0 - 1.5	4.7 - 68
1.05	37.4	49.9	5	1.0 - 1.5	4.7 - 68
1.2	49.9	49.9	5	1.0 - 1.5	4.7 - 68
1.5	75.0	49.9	5	1.0 - 1.5	4.7 - 68
1.8	100	49.9	5	1.0 - 1.5	4.7 - 68
2.5	158	49.9	5	1.5 - 2.2	4.7 - 68
3.3	226	49.9	2	1.5 - 2.2	4.7 - 68
5	365	49.9	2	2.2 - 3.3	4.7 - 68
6.5	487	49.9	2	2.2 - 3.3	4.7 - 68

注：(1) 可选

3.2 输出滤波器和闭环响应

TPS56528依靠输出滤波器特性来确保控制环路的稳定性。常见输出电压推荐的输出滤波器组件如上述表格所示。其他输出滤波器组件值也可能提供可接受的闭环特性。R3和TP4方便断开控制环路并测量闭环响应。

四、测试设置和结果

4.1 输入/输出连接

TPS56528EVM - 534提供了输入和输出连接器以及测试点。需使用能提供2 A电流的电源通过一对20 - AWG电线连接到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损耗。测试点TP1用于监测 (V_{IN}) 输入电压，TP2作为接地参考；TP8用于监测输出电压，TP9作为接地参考。

参考标识	功能
J1	(V{IN})（(V{IN}) 范围见表1 - 1）
J2	(V_{OUT})，1.2 V，最大5 A
JP1	EN控制。连接EN到OFF禁用，连接EN到ON启用
TP1	(V{IN}) 连接器处的 (V{IN}) 测试点
TP2	(V_{IN}) 连接器处的GND测试点
TP3	EN测试点
TP4	电源良好（PG）测试点
TP5	开关节点测试点
TP6	模拟接地测试点
TP7	电源接地测试点
TP8	(V_{OUT}) 连接器处的输出电压测试点
TP9	(V_{OUT}) 连接器处的接地测试点

4.2 启动程序

1. 确保JP1（启用控制）处的跳线设置为从EN到OFF。
2. 将适当的 (V{IN}) 电压施加到J1处的 (V{IN}) 和PGND端子。
3. 将JP1（启用控制）处的跳线移至覆盖EN和ON，评估模块启用输出电压。

4.3 效率

在环境温度25°C下，给出了TPS56528EVM - 534的效率曲线，包括正常负载和轻载情况。

4.4 负载调整率

展示了TPS56528EVM - 534在 (V{IN}=5V) 和 (V{IN}=12V) 时的负载调整率曲线。

4.5 线性调整率

给出了TPS56528EVM - 534的线性调整率曲线。

4.6 负载瞬态响应

展示了TPS56528EVM - 534在电流从1.25 A到3.75 A阶跃时的负载瞬态响应曲线。

4.7 输出电压纹波

给出了输出电流分别为5 A、500 mA和1 mA时的输出电压纹波曲线。

4.8 输入电压纹波

展示了输出电流为额定满载5 A时的输入电压纹波曲线。

4.9 启动

给出了TPS56528EVM - 534相对于 (V_{IN}) 和EN的启动波形。

4.10 关机

给出了TPS56528EVM - 534相对于 (V_{IN}) 和EN的关机波形。

五、电路板布局

5.1 布局

TPS56528EVM - 534的电路板布局包括顶层、内部层1、内部层2和底层。顶层包含 (V{IN})、(V{OUT}) 和接地的主电源走线，还有TPS56428引脚的连接和大面积接地。许多信号走线也位于顶层，输入去耦电容尽可能靠近IC。输入和输出连接器、测试点以及所有组件都位于顶层。内部层1、内部层2和底层主要是电源接地平面，内部层1提供了模拟接地（AGND）区域，AGND和电源接地（PGND）在内部层1的单点连接。内部层2包含额外的 (V{IN}) 区域以及与EN控制跳线JP1的 (V{IN}) 引脚的连接。底层包含输出电压反馈走线。

六、原理图、物料清单和参考

6.1 原理图

给出了TPS56528EVM - 534的原理图。

6.2 物料清单

详细列出了评估模块的所有元件，包括元件编号、数量、值、描述、封装参考、零件编号和制造商等信息。

6.3 参考

参考文档为TPS56528，4.5 - V至18 - V输入、5 - A同步降压SWIFT™转换器数据手册（SLVSBV3）。

综上所述，TPS56528EVM - 534评估模块为工程师提供了一个全面的测试和开发平台，通过对其性能规格、修改方法、测试设置和结果以及电路板布局等方面的了解，工程师可以更好地利用该模块进行相关设计和应用。大家在使用过程中是否遇到过类似评估模块的问题呢？欢迎在评论区分享。