TPS62740EVM - 186评估模块：特性、操作与使用指南

在电子设计领域，评估模块是工程师快速验证和测试芯片性能的重要工具。今天，我们就来深入了解一下德州仪器（Texas Instruments）的TPS62740EVM - 186评估模块。

文件下载：TPS62740EVM-186.pdf

1. 模块概述

TPS62740EVM - 186评估模块旨在帮助用户轻松评估和测试TPS62740的操作与功能。TPS62740是一款采用2 x 3 - mm、10引脚SON封装的300 - mA同步降压转换器。该评估模块可将2.2 - V至5.5 - V的输入电压转换为1.8 V至3.3 V的稳压输出，最大输出电流可达300 mA。此外，TPS62740还具备负载开关和电源正常输出功能，并且静态电流超低，仅为360 nA。

1.1 性能规格

在环境温度为25°C、输入电压为3.6 V的条件下，TPS62740EVM - 186的主要性能规格如下：	规格	测试条件	最小值	典型值	最大值	单位
输入电压		2.2	3.6	5.5	V
输出电压设定点	通过VSELx引脚以100 mV步进可编程	1.8		3.3	V
输出电流（VIN > 0.7 V + VOUT）		0		300	mA
输出电流（VIN < 0.7 V + VOUT）		0		100	mA
峰值效率（VIN = 2.2 V；VOUT = 1.8 V）			92.5%
软启动延迟时间（从高EN到VOUT斜坡开始的时间）			10		ms

1.2 模块修改

该评估模块的印刷电路板（PCB）设计允许用户进行一些修改：

• 输入和输出电容：C3可作为额外的输入电容，虽非正常运行必需，但可减少输入电压纹波；C4和C6可作为额外的输出电容，能减少输出电压纹波并改善负载瞬态响应，但总输出电容必须保持在数据手册推荐的范围内。
• 环路响应测量：通过对电路进行两个简单更改即可测量TPS62740EVM - 186的环路响应。一是在PCB背面中间的焊盘上安装一个10 - Ω电阻；二是切断VOS引脚的过孔与输出电容C2之间的短走线。完成这些更改后，可将一个交流信号（建议峰 - 峰值幅度为10 - mV）注入到控制环路中。有关测量DCS - Control设备控制环路的详细信息可参考SLVA465。

2. 模块设置

2.1 输入/输出连接器说明

连接器	说明
J1 – VIN	EVM输入电源的正输入连接
J2 – S + /S -	输入电压感测连接，在此处测量输入电压
J3 – GND	EVM输入电源的返回连接
J4 – VOUT	输出电压连接
J5 – S + /S -	输出电压感测连接，在此处测量输出电压
J6 – GND	输出返回连接
J7 – PG/GND	PG输出出现在该接头的引脚1上，引脚2为方便的接地端
J8 – LOAD	负载开关输出连接
J9 – S + /S -	负载开关输出电压感测连接，在此处测量负载开关输出电压
J10 – GND	负载开关输出返回连接
JP1 – EN	EN引脚输入跳线。将提供的跳线跨接在ON和EN上以开启IC；跨接在OFF和EN上以关闭IC
JP2 – CTRL	CTRL引脚输入跳线。将提供的跳线跨接在LOAD_ON和CTRL上以激活（闭合）内部负载开关；跨接在LOAD_OFF和CTRL上以停用（断开）内部负载开关
JP3至JP6 – VSELx	这四个输入用于设置输出电压。通过将每个引脚设置为高电平或低电平，可根据表2对输出电压进行编程。为确保正常运行，不要让任何跳线处于断开状态

2.2 输出电压设置

输出电压可通过VSELx引脚进行编程，具体设置如下表所示：	VOUT	VSEL4	VSEL3	VSEL2	VSEL1
1.8	0	0	0	0
1.9	0	0	0	1
2.0	0	0	1	0
2.1	0	0	1	1
2.2	0	1	0	0
2.3	0	1	0	1
2.4	0	1	1	0
2.5	0	1	1	1
2.6	1	0	0	0
2.7	1	0	0	1
2.8	1	0	1	0
2.9	1	0	1	1
3.0	1	1	0	0
3.1	1	1	0	1
3.2	1	1	1	0
3.3	1	1	1	1

2.3 操作步骤

要操作该评估模块，需根据上述说明将跳线JP1至JP6设置到所需位置，然后将输入电源连接到J1和J3，将负载连接到J4和J6。

3. 超低静态电流设备效率测量误差

效率是电源的常见测量指标。对于像TPS62740这样的超低静态电流设备，测量误差对测量效率的影响可能很大，尤其是在非常低的负载电流（<100 μA）情况下。

3.1 效率测量设置

为准确测量TPS62740EVM - 186的效率，可使用SLVA236图6中描述的设置。由于TPS62740EVM - 186上已包含C5，因此该应用笔记中提到的“额外输入电容”无需添加。不建议添加额外的输入电容，因为这会增加输入的泄漏电流，从而降低测量效率。

在通过SLVA236中的设置测量效率时，必须特别注意从效率计算中去除测量仪器消耗的电流。这些测量仪器通常包括输入电压和输出电压万用表以及输入电源的远程感测线（如果有此功能）。在非常轻的负载下，流入这些点的电流会影响测量效率。克服此问题的两种可能方法是：测量流入这些点的电流（测量流入万用表和/或远程感测线的电流），然后从效率计算中减去该电流；或者简单地将这些仪器从测试设置中移除。在非常轻的负载电流下，通常最好移除输入电源的远程感测线，然后测量流入输入和输出电压万用表的电流，以获得最准确的效率测量结果。

3.2 上拉和下拉电阻

除了输入电容和远程感测线外，任何上拉或下拉电阻都可能消耗大量电流并影响测量效率。例如，如果VSEL2引脚通过一个1 - MΩ电阻上拉到输入电压，并且该引脚通过JP4接地，那么在3.6 - V输入电压下，这将从输入源额外消耗3.6 μA的电流。这将在非常轻的负载下极大地影响效率。因此，TPS62740EVM - 186上未使用任何上拉或下拉电阻。最终应用电路应确保TPS62740的所有数字输入根据设备数据手册终止为高电平或低电平，不得悬空。

4. 测试结果

TPS62740EVM - 186用于获取TPS62740数据手册SLVSB02中的大部分数据，唯一的区别在于所使用的电感器。该评估模块为实现最小解决方案尺寸而设计，使用了0805尺寸的电感器，而数据手册中的电感器尺寸为3 x 3 mm，能实现最佳效率。

5. 电路板布局和原理图

5.1 电路板布局

文档提供了TPS62740EVM - 186的电路板布局和插图，Gerber文件可在EVM产品页面（TPS62740EVM - 186）上获取。

5.2 原理图和物料清单

原理图展示了评估模块的电路连接，物料清单则列出了模块中使用的所有元件，具体如下：	数量	参考编号	值	描述	尺寸	零件编号	制造商
3	C1, C2, C7	10uF	陶瓷电容，X5R，6.3V，20%	0603	GRM188R60J106 ME84D	Murata
1	C5	100uF	陶瓷电容，X5R，6.3V，20%	1210	GRM32ER60J107 ME20L	Murata
1	L1	2.2uH	贴片电感器，0.7A，230 - mΩ	0805	MIPSZ2012D2R2	FDK
1	R1	1.00M	贴片电阻，1/16W，1%	0603	RC0603FR - 071ML	Yageo
1	U1	TPS62740	IC，360 nA IQ降压转换器	2 mm x 3 mm	TPS62740DSS	TI

6. 注意事项

在使用TPS62740EVM - 186评估模块时，还需要注意以下事项：

• 使用范围：该评估模块仅用于实验室/开发环境中的初步可行性评估，并非成品电气设备，不适合普通消费者使用。
• 责任与风险：用户需对产品的安全和合规性负责，确保与人体的接口设计具有适当的隔离和安全措施，以减少电击危险。
• 法规合规：该评估模块可能需要遵守联邦通信委员会（FCC）和加拿大工业部（IC）的规则。对于不适用这些规则的评估模块，仅用于工程开发、演示或评估目的，可能会产生、使用和辐射射频能量，且未经过测试以符合相关规则的限制。
• 日本使用注意：如果在日本使用该开发套件，需要遵循日本无线电法的相关规定，如在屏蔽室或特定测试设施中使用、获得实验电台许可证或技术法规合规认证等。

总之，TPS62740EVM - 186评估模块为工程师提供了一个便捷的平台来评估TPS62740的性能。在使用过程中，工程师需要仔细遵循操作指南，注意测量误差和安全事项，以确保准确评估和安全使用。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。