深入解析 TPS62351EVM-122 评估模块：从入门到实战

在电子工程师的日常工作中，评估模块是验证和开发新设计的重要工具。今天，我们就来详细探讨一下德州仪器（Texas Instruments）的 TPS62351EVM-122 评估模块，看看它能为我们带来哪些便利和价值。

文件下载：TPS62351EVM-122.pdf

一、模块概述

TPS62351EVM-122 评估模块主要用于演示德州仪器 TPS62351 这款 800 mA、3 MHz 的同步降压转换器，并且具备 I²C 接口。这个评估模块涵盖了设置说明、原理图、物料清单（BOM）以及 PCB 布局图等内容，为工程师提供了全面的参考。

二、使用要求

（一）个人计算机要求

要正常操作这个评估模块，需要一台带有 USB 端口的计算机。计算机需满足以下条件：

1. 操作系统为 Windows 2000™ 或 Windows XP™。
2. 具备 USB 端口。
3. 至少有 30 MB 的可用硬盘空间（推荐 100 MB）。
4. 至少 256 MB 的 RAM。

（二）印刷电路板组件

TPS62351EVM-122 的 PCB 包含了 TPS62351 集成电路及其所需的外部组件。板上有多个跳线和连接器，方便用户根据特定的操作条件进行定制。

（三）USB 接口适配器

USB 接口适配器是计算机和评估模块之间通信的桥梁。它的一端通过提供的 USB 电缆连接到计算机，另一端通过提供的带状电缆连接到评估模块。当向评估模块写入命令时，运行在计算机上的接口程序将命令发送到计算机的 USB 端口，USB 接口适配器接收 USB 命令，将信号转换为 I²C™ 协议，并将 I²C™ 信号发送到 TPS62351 EVM 板。

（四）软件

德州仪器提供了软件来帮助用户评估这个评估模块。软件可以从提供的 CD 安装，也可以从网站 www.ti.com 下载。

三、模块设置

（一）输入/输出连接器说明

评估模块上有多个连接器，每个连接器都有特定的功能：

1. J1 - VIN Converter 1：转换器 1 的正输入电源电压。为了减少 EMI 传输，输入电源的引线应绞合并尽可能短。
2. J2 - GND Converter 1：转换器 1 输入电源的返回连接。
3. J3 - I²C™ Input Converter 1：转换器 1 的 I²C™ 输入。
4. J4 - VIN Converter 2：转换器 2 的正输入电源电压，同样要注意减少 EMI 传输。
5. J5 - GND Converter 2：转换器 2 输入电源的返回连接。
6. J6 - I²C™ Input Converter 2：转换器 2 的 I²C™ 输入。
7. J7 - VOUT Converter 1：转换器 1 输出的正连接，连接到负载的正输入。
8. J8 - GND Converter 1：转换器 1 输出的返回连接。
9. J9 - VOUT Converter 2：转换器 2 输出的正连接，连接到负载的正输入。
10. J10 - GND Converter 2：转换器 2 输出的返回连接。
11. J11 - SYNC INPUT Converter 2：用于将 TPS62351 的开关与外部时钟源同步。
12. JP1 - SDA Converter 1：用于将 TPS62351 的 I²C™ SDA 引脚连接到 10 kΩ 上拉电阻到输入电压，或短接 SDA 引脚到地。如果 I²C™ 主设备有自己的上拉电阻或工作电压与 TPS62351 的输入电压不同，可以移除分流器。使用随评估模块提供的 USB 接口适配器时，不应安装跳线。
13. JP2 - SDA Converter 2：功能与 JP1 类似，用于转换器 2。
14. JP3 - SCL Converter 1：用于将 TPS62351 的 I²C™ SCL 引脚连接到 10 kΩ 上拉电阻到输入电压，或短接 SCL 到地。
15. JP4 - SCL Converter 2：功能与 JP3 类似，用于转换器 2。
16. JP5 - ENABLE Converter 1：启用或禁用转换器。将短路跳线从中心 ENABLE 引脚连接到 ON 或 OFF 位置，此引脚不应悬空。
17. JP6 - VSEL Converter 2：用于选择转换器的输出电压。在引脚 1 和 2 之间放置分流器，将转换器的输出电压设置为内部 VSEL1 寄存器定义的电压；在引脚 2 和 3 之间放置分流器，将输出电压设置为内部 VSEL0 寄存器定义的电压。
18. JP7 - VSEL Converter 1：功能与 JP6 类似，用于转换器 1。
19. JP8 - ENABLE Converter 2：启用或禁用转换器，与 JP5 类似。

（二）软件设置

软件安装可以通过 CD 或从网站下载。安装过程中，软件会尝试安装 Microsoft Dot Net Framework 2.0（如果尚未安装），这是软件运行所必需的。安装完成后，软件会自动运行。在未来使用软件时，如果有新版本可用，可能会提示用户安装。

（三）硬件设置

1. 转换器 1（上板）

使用短路块配置 JP1、JP3、JP5 和 JP7。由于 USB 接口适配器有自己的内部上拉电阻，使用时 JP1 和 JP3 应保持开路。配置 JP7 以选择所需的输出电压设置，配置 JP5 以启用或禁用 TPS62351。

2. 转换器 2（下板）

同样使用短路块配置 JP2、JP4、JP6 和 JP8。使用 USB 接口适配器时，JP2 和 JP4 应保持开路。配置 JP6 选择输出电压，配置 JP8 启用或禁用 TPS62351。

3. 连接到主机计算机

使用提供的 USB 电缆将 USB 接口适配器连接到主机计算机，使用提供的 10 针带状电缆将 TPS62351EVM 板上所需的转换器连接到 USB 接口适配器。

四、模块操作

（一）软件操作

点击主机计算机上的图标启动软件。如果没有图标，可以使用屏幕左下角的开始按钮浏览程序文件夹找到软件。启动后，软件会询问板上 IC 的版本，选择 TPS62351 并点击继续。软件会显示用户界面的主控制面板，初始化时会自动搜索互联网更新。

（二）主控制面板

主控制面板有三个主要页面标签：EVM 配置、输出控制和偏好设置。

1. EVM 配置：可用于设置与评估模块硬件配置对应的寄存器值，评估模块可以使用默认值运行。
2. 输出控制：用于通过寄存器设置更改 TPS62351 的输出电压。页面有两个下拉框，分别用于 VSEL0 和 VSEL1，列出了可用的输出电压。由于列出的电压假设为 PWM 模式操作，实际输出电压在轻负载时会与列出的值有所不同。
3. 偏好设置：用于更改用户界面的外观，如文本颜色或寄存器显示中用于显示逻辑 1 或 0 的框的颜色。还提供了一个选项，用于在可选择的百分比内交叉链接 VSEL0 和 VSEL1 寄存器的值，默认情况下不进行交叉链接。

（三）寄存器操作

所有三个标签都显示 TPS62351 的四个内部寄存器的位表示。可以通过点击位来单独更改这些位，但点击位不会立即更改 IC 的寄存器值，必须按下写入按钮才能用新选择的位值更新寄存器。每个寄存器显示都有自己的写入按钮，“写入所有寄存器”按钮可以一键更新所有四个寄存器。

五、测试结果

文档中提供了 TPS62351EVM-122 板的典型性能波形，包括软件启用启动、输出纹波、负载瞬态（0 mA 到 680 mA 阶跃和 680 mA 到 0 mA 阶跃）等。这些波形可以帮助工程师了解评估模块在不同工作条件下的性能。

六、板布局

对于所有高频开关模式电源，板布局都至关重要。TPS62351EVM-122 的板布局确保了高开关频率和电流的节点尽可能短，以减少走线电感。同时，对高频电流回路的布线给予了仔细关注，并采用了单点接地方案。具体的布局指南可以参考数据手册。

七、原理图和物料清单

（一）原理图

文档提供了 TPS62351EVM-122 的原理图，这有助于工程师深入了解电路的工作原理。

（二）物料清单

物料清单详细列出了评估模块中使用的所有组件，包括电容、电感、电阻、集成电路等的数量、参考编号、值、描述、尺寸、零件编号和制造商等信息。

八、重要注意事项

（一）使用范围

评估模块应在输入电压范围 2.7 V 到 5.5 V 和输出电压范围 0.9 V 到 1.6875 V 内操作。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。

（二）温度注意

在正常操作期间，一些电路组件的外壳温度可能会超过 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 85°C 的情况下正常运行。在操作过程中，靠近这些设备放置测量探头时，要注意它们可能会很烫。

（三）其他注意事项

评估模块仅用于工程开发、演示或评估目的，不被视为适合一般消费者使用的成品。它未经过测试以符合 FCC 规则第 15 部分的计算设备限制，在其他环境中操作可能会对无线电通信造成干扰。

通过对 TPS62351EVM-122 评估模块的详细介绍，相信大家对这个模块有了更深入的了解。在实际应用中，工程师可以根据这些信息进行电路设计和测试，充分发挥评估模块的作用。你在使用类似评估模块时遇到过哪些问题呢？欢迎在评论区分享你的经验。