TPS62233EVM - 574评估模块：设计与使用指南

在电子设计领域，评估模块对于工程师来说是验证和测试芯片性能的重要工具。今天我们就来详细探讨一下德州仪器（Texas Instruments）的TPS62233EVM - 574评估模块。

文件下载：TPS62233EVM-574.pdf

一、评估模块概述

TPS62233EVM - 574评估模块主要用于帮助设计师评估TPS6223x系列设备的运行和性能。该系列设备是高效、超小型的降压转换器，开关频率最高可达3 MHz。此评估模块包含三个独立的DC/DC转换器，每个转换器都有不同的默认输出电压：	转换器	集成电路	输出电压
U11	TPS62233DRY	3.0 V
U21	TPS622310DRY	2.3 V
U31	TPS62237DRY	3.3 V

大家可能会好奇，这样的输出电压配置能应用在哪些场景呢？其实，在很多对空间和效率要求较高的便携式设备中，TPS6223x系列都能大显身手，比如小型传感器、可穿戴设备等。

二、评估模块的设置

（一）输入/输出连接器说明

1. VIN（J11、J21、J31）：这是对应转换器的正输入连接。在连接时，要将输入电源的引线绞合在一起，并尽量缩短长度，以减少电磁干扰（EMI）的传输。
2. GND（J13、J23、J33）：这是对应转换器输入电源的返回连接。
3. 输入感测（J12、J22、J32）：该连接通过独立的走线连接到输入电容器，用于监测输入电压。
4. VOUT（J14、J24、J34）：这是对应降压电源输出的正连接。
5. GND（J16、J26、J36）：这是对应降压电源输出的负连接。
6. 输出感测（J15、J25、J35）：该连接通过独立的走线连接到输出电容器，用于监测输出电压。
7. ENABLE（JP11、JP21、JP31）：这个跳线通过集成电路的EN引脚来启用或禁用转换器。要将短路跳线从中心（EN）引脚连接到ON或OFF位置，千万不要让EN引脚处于浮空状态。
8. MODE（JP12、JP22、JP32）：这个跳线用于选择转换器的工作模式。当使用跳线将MODE引脚短接到ON引脚时，转换器工作在固定频率、低噪声的PWM模式；将MODE引脚和OFF引脚短接在一起时，控制器可以使用节能（PFM）模式，以在低输出电流时实现高效率。

（二）转换器配置

所有转换器的设计输入电压范围在2.05 V到6 V之间，但为了保持电压调节，输入电压必须高于输出电压，并且U31需要至少3.3 V的输入电压。根据输出电流的不同，输入电压要求可能比输出电压高1 V，具体信息可参考数据手册。输入电压电源和输出的连接方式如下表所示：	转换器编号	输出电压	信号	连接
U11	3 Vdc固定	正输入电压	J11
		输入电压返回	J13
		正输出电压	J14
		输出电压返回	J16
U21	2.3 Vdc固定	正输入电压	J21
		输入电压返回	J23
		正输出电压	J24
		输出电压返回	J26
U31	3.3 Vdc固定	正输入电压	J31
		输入电压返回	J33
		正输出电压	J34
		输出电压返回	J36

（三）操作

为了使转换器正常工作，需要正确配置ENABLE跳线和MODE跳线。

1. ENABLE跳线：通过短路块将JPX1插头设置为所需的配置。每个转换器都有自己的插头：U11对应JP11，U21对应JP21，U31对应JP31。当EN引脚拉低时，转换器关闭；当EN引脚拉高时，转换器进入工作模式。一定不要让EN引脚浮空。
2. MODE跳线：JPX2插头控制设备的节能模式选项。该模式在轻负载时改变操作方式，在中高负载时没有影响。设备可以在低噪声、固定频率的PWM模式或低功率时的高效节能PFM模式下工作。每个转换器都有自己的模式插头：U11对应JP12，U21对应JP22，U31对应JP32。当MODE引脚拉高时，转换器处于PWM模式；当MODE引脚拉低时，转换器处于PFM模式。同样，不要让MODE引脚浮空。

（四）测试结果

评估模块的性能与数据手册中所示的性能一致，因为它使用了与数据手册中表征时相同的电感器和类似的电容器。具体的典型特性可参考TPS6223x数据手册的相关部分。

三、电路板布局

对于所有高频开关模式电源来说，电路板布局至关重要。TPS62233EVM - 574印刷电路板的布局设计遵循了一些重要原则：

1. 高开关频率和电流的节点走线尽量缩短，以减少走线电感。
2. TPS62233的高阻抗输入（如Vout引脚）的走线由接地走线和平面屏蔽。
3. 仔细考虑高频电流回路的布线，并采用单点接地方案。
4. 输入和输出电容器应尽量靠近设备放置。同时，提供了大的大容量输入电容器（C13、C23和C33），以补偿长输入引线的阻抗。

这里大家可以思考一下，在实际设计中，如何更好地平衡电路板布局的各项原则，以达到最佳的性能呢？

四、原理图和物料清单

（一）原理图

评估模块的原理图展示了TPS62233/310/37EVM - 574的电路连接关系，这对于理解电路的工作原理和进行故障排查非常有帮助。

（二）物料清单

数量	参考编号	值	描述	尺寸	零件编号	制造商
3	C11,C21,C31	2.2 μF	陶瓷电容器，6.3V，X5R，20%	0402	JMK105BJ225MV - F等	Taiyo Yuden等
3	C12,C22,C32	4.7 μF	陶瓷电容器，6.3V，X5R，20%	0402	JMK105BJ475MV - F等	Taiyo Yuden等
0	C13, C23, C33	开路	陶瓷电容器	1210	Std	Std
3	L11,L21,L31	1 μH	贴片电感器	0805	MDT2012 - CH1R0AN等	TOKO等
1	U11	TPS62233DRY	3MHz超小型降压转换器，3.0 V	SON	TPS62233DRY	TI
1	U21	TPS622310DRY	3MHz超小型降压转换器，2.3 V	SON	TPS622310DRY	TI
1	U31	TPS62237DRY	3MHz超小型降压转换器，3.3 V	SON	TPS62237DRY	TI

五、相关文档和注意事项

（一）相关文档

可以参考TPS62233、TPS622310、TPS62237的3 MHz超小型降压转换器的数据手册（SLVS941）获取更多详细信息。

（二）注意事项

1. 该评估模块仅用于实验室/开发环境中的初步可行性评估，不是成品电气设备，不适合消费者使用。
2. 用户需要对产品的安全和合规性负责，确保符合所有相关法律法规和监管要求。
3. 操作评估模块时要在德州仪器推荐的规格和环境条件范围内进行，超出规定的额定值可能会导致财产损失、人身伤害或死亡。
4. 如果要将组件用于安全关键或生命关键应用，必须特别通知德州仪器并签订单独的保证和赔偿协议。

总之，TPS62233EVM - 574评估模块为工程师提供了一个方便的平台来评估TPS6223x系列设备的性能。在使用过程中，严格按照指南进行操作和设计，才能充分发挥其优势。大家在实际应用中遇到过哪些问题呢？欢迎在评论区分享交流。