探索 TPS563219EVM - 663：3A 调节器评估模块深度解析

在电子工程师的日常工作中，一款出色的电源调节器评估模块能为设计带来极大的便利和可靠性。今天，我们就来深入了解德州仪器（Texas Instruments）的 TPS563219EVM - 663 3A 调节器评估模块。

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1. 产品概述

TPS563219 是一种单路、自适应导通时间、采用 D - CAP2™模式的同步降压转换器，具有极低的外部元件数量要求。D - CAP2 控制电路针对低 ESR 输出电容器（如 POSCAP、SP - CAP 或陶瓷类型）进行了优化，具备快速瞬态响应且无需外部补偿。其慢启动时间可外部编程，还有专用的 Power Good (PG) 引脚，有助于电压监测和排序。开关频率内部设定为标称 650 kHz，高端和低端开关 MOSFET 与栅极驱动电路集成在 TPS563219 封装内，低的 MOSFET 漏源导通电阻使 TPS563219 能够实现高效率，并在高输出电流时保持较低的结温。

TPS563219EVM - 663 评估模块（EVM）是一个单路同步降压转换器，可在 4.5V 至 17V 的输入电压下提供 1.05V/3A 的输出。

输入输出范围

EVM	输入电压范围	输出电流范围
TPS563219EVM - 663	(V_{IN}) = 4.5V 至 17V	0A 至 3A

2. 性能规格总结

在输入电压 (V_{IN}=12V)、输出电压 1.05V 以及环境温度 25°C（除非另有说明）的条件下，TPS563219EVM - 663 的性能规格如下：	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	17	V
CH1 输出电压			1.05		V
工作频率	(V{IN}=12V)，(I{O}=3A)		650		kHz
输出电流范围		0		3	A
过流限制	(V{IN}=12V)，(L{O}=1.5µH)				A
输出纹波电压	(V{IN}=12V)，(I{O}=3A)		20		(mV_{PP})

3. 模块修改：输出电压设定点

如果需要改变 EVM 的输出电压，就需要改变电阻 R1 的值。改变 R1 的值可以使输出电压高于 0.765V，特定输出电压下 R1 的值可以通过公式 (R1=frac{R2 times(V_{OUT } - 0.765V)}{0.765V}) 计算得出。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)	L1 (µH)	C5 + C6 + C7 (µF)
最小值	典型值	最大值
1.0	3.09	10.0	1.5	2.2	4.7	20 - 68
1.05	3.74	10.0	1.5	2.2	4.7	20 - 68
1.2	5.76	10.0	1.5	2.2	4.7	20 - 68
1.5	9.53	10.0	1.5	2.2	4.7	20 - 68
1.8	13.7	10.0	1.5	2.2	4.7	20 - 68
2.5	22.6	10.0	2.2	3.3	4.7	20 - 68
3.3	33.2	10.0	2.2	3.3	4.7	20 - 68
5.0	54.9	10.0	3.3	4.7	4.7	20 - 68
6.5	75.0	10.0	3.3	4.7	4.7	20 - 68

4. 测试设置与结果

4.1 输入/输出连接

TPS563219EVM - 663 配备了输入/输出连接器和测试点。需要一个能够提供 3A 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 3A。为减少电线损耗，电线长度应尽量缩短。测试点 TP1 用于监测 (V_{IN}) 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。	参考标识	功能
J1	(V{IN})（(V{IN}) 范围见表格 1）
J2	(V_{OUT})，1.05V，最大 3A
JP1	EN 控制。将 EN 与 GND 短接禁用，将 EN 与 (V_{IN}) 短接启用
TP1	(V_{IN}) 正监测点
TP2	GND 监测测试点
TP3	EN 测试点
TP4	开关节点测试点
TP5	环路响应测量测试点
TP6	(V_{OUT}) 正监测点
TP7	GND 监测测试点

4.2 启动程序

启动过程如下：

1. 确保 JP1（启用控制）引脚 1 和 2 被跳线覆盖，将 EN 与 GND 短接，禁用输出。
2. 向 (V{IN})（J1 - 2）和 GND（J1 - 1）施加适当的 (V{IN}) 电压（参考表格 1 中的 (V_{IN}) 电压范围）。
3. 将 JP1（启用控制）的跳线从引脚 1 和 2（EN 和 GND）移动到引脚 2 和 3（EN 和 (V_{IN})），启用输出。

4.3 效率

在环境温度为 25°C 时，TPS563219EVM - 663 的效率如图 1 所示，轻载效率如图 2 所示。

4.4 负载调节

TPS563219EVM - 663 在 5V 输入和 12V 输入时的负载调节情况分别如图 3 和图 4 所示。

4.5 线路调节

TPS563219EVM - 663 的线路调节情况如图 5 所示。

4.6 负载瞬态响应

TPS563219EVM - 663 对负载瞬态的响应如图 6 所示，图中显示了电流阶跃和转换速率以及总峰 - 峰电压变化。

4.7 输出电压纹波

当 (I_{OUT}=3A) 时，TPS563219EVM - 663 的输出电压纹波如图 7 所示。

4.8 输入电压纹波

当 (I_{OUT}=3A) 时，TPS563219EVM - 663 的输入电压纹波如图 8 所示。

4.9 启动

在负载为 (1Ω) 电阻时，TPS563219EVM - 663 相对于 (V_{IN}) 和 EN 的启动波形分别如图 9 和图 10 所示。

4.10 关机

在负载为 (1Ω) 电阻时，TPS563219EVM - 663 相对于 (V_{IN}) 和 EN 的关机波形分别如图 11 和图 12 所示。

5. 电路板布局

TPS563219EVM - 663 的电路板布局包括顶层和底层。顶层包含 (V{IN})、(V{OUT}) 和接地的主要电源走线，还有 TPS563219 引脚的连接以及大面积的接地区域，大部分信号走线也位于顶层。输入去耦电容 C1、C2 和 C3 尽可能靠近 IC 放置。输入和输出连接器、测试点以及所有组件都位于顶层。底层是接地平面，还有开关节点铜填充、信号接地铜填充以及从调节点到电阻分压器网络顶部的反馈走线。

6. 原理图、物料清单和参考资料

6.1 原理图

TPS563219EVM - 663 的原理图如图 16 所示。

6.2 物料清单

详细的物料清单包含了各个元件的设计标识、数量、值、描述、封装、参考零件编号和制造商等信息，例如：	设计标识	数量	值	描述	封装	参考零件编号	制造商
C1, C5	2	0.1uF	CAP, CERM, 0.1uF, 25V, +/-10%, X5R, 0603	0603	GRM188R61E104KA01D	MuRata
C2, C3	2	10uF	CAP, CERM, 10uF, 25V, +/-10%, X5R, 1210	1210	GRM32DR61E106KA12L	MuRata
…	…	…	…	…	…	…

6.3 参考资料

可参考 TPS56x219 4.5V 至 17V 输入、2A/3A 同步降压稳压器 SOT - 23 数据手册（SLVSCM7）。

总的来说，TPS563219EVM - 663 评估模块为工程师提供了一个便捷、高效的平台来测试和评估 TPS563219 转换器的性能。通过对其性能规格、测试设置和电路板布局等方面的了解，工程师可以更好地将其应用到实际设计中。大家在使用过程中有没有遇到过什么特别的问题呢？欢迎在评论区分享交流。