德州仪器TPS6230xEVM - 085评估模块使用指南

在电子设计领域，评估模块是工程师了解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TPS6230xEVM - 085评估模块。

文件下载：TPS62300EVM-085.pdf

一、引言

TPS6230xEVM - 085评估模块旨在帮助设计师评估TPS6230x系列设备的运行和性能。TPS6230x系列是高效、小尺寸的降压转换器，开关频率为3 MHz。该评估模块包含四个独立的DC/DC转换器，默认输出电压如下：	转换器编号	转换器IC封装	输出电压类型	输出电压
1	TPS62300DRC3 QFN - 10	可调	1.800 V
2	TPS62300YZD3 CSP - 8	可调	1.500 V
3	TPS62301YZD CSP - 8	固定	1.500 V
4	TPS62302YZD3 CSP - 8	固定	1.500 V

如果需要，评估模块上的转换器1和2可以轻松修改以提供更高或更低的输出电压，输出电压可在0.6 V至5.4 V之间调整。通过调整适当的反馈电阻，可以评估除默认值之外的输出电压。同时，使用该评估模块还可以轻松评估该系列设备的其他固定输出电压版本。

二、设置

2.1 输入/输出连接器说明

• 输入电压正连接：J1、TP1、TP5和TP9用于连接相应转换器的正输入电压。为了减少电磁干扰（EMI）传输，输入电源的引线应绞合并尽可能短。
• 输入电压返回连接：J2、TP2、TP6和TP12是相应转换器输入电源的返回连接。
• 输出电压调整输入：J3用于直接向转换器1控制器的FB引脚施加电压，从而实现对输出电压的外部控制。
• 输出电压正连接：J4、TP3、TP7和TP11是相应降压电源输出的正连接。
• 输出电压负连接：J5、TP4、TP8和TP10是相应降压电源输出的负连接。
• 使能跳线：JP1用于启用或禁用转换器1。应将短路跳线从中心（EN）引脚连接到ON或OFF位置，切勿让JP1悬空。
• 模式跳线：JP2用于选择转换器1的工作模式。将MODE引脚短接到PWM引脚时，转换器将以固定频率PWM模式运行；将MODE引脚和PFM引脚短接在一起，控制器可以在低输出电流时利用节能（PFM）模式；也可以将外部时钟应用于MODE引脚以实现同步操作。

2.2 具体设置

四个转换器均设计为使用2.7 V至6.0 V的输入电压，且输入电压必须高于输出电压以维持电压调节。所有四个电源都设计为在指定输出电压下提供高达500 mA的输出电流。具体的输入和输出连接如下表所示：	转换器编号	输出电压	信号连接
1	1.80 VDC可调	正输入电压：J1；输入电压返回：J2；正输出电压：J4；输出电压返回：J5
2	1.50 VDC可调	正输入电压：TP1；输入电压返回：TP2；正输出电压：TP3；输出电压返回：TP4
3	1.50 VDC固定	正输入电压：TP5；输入电压返回：TP6；正输出电压：TP7；输出电压返回：TP8
4	1.60 VDC固定	正输入电压：TP9；输入电压返回：TP12；正输出电压：TP11；输出电压返回：TP10

对于转换器1和2，工厂提供的TPS62300设备可以用TPS6230x系列中的其他固定电压转换器替换。使用固定电压IC时，转换器1中的R1、R2、R3和C3应移除并保持开路；转换器2中的R4和R5应保持开路。

2.3 操作

为了使转换器1正常运行，必须配置JP1和JP2。使用短路块将JP1和JP2设置为所需的配置：

• JP2：将MODE引脚短接到PWM引脚以实现固定频率PWM模式；将MODE引脚短接到PFM引脚以启用节能PFM模式的PWM操作；若要与外部时钟源同步，可以移除跳线并将外部时钟直接提供给JP2的MODE引脚。
• JP1：将EN引脚短接到ON引脚以启用并运行转换器；将EN引脚短接到OFF引脚以禁用转换器。JP1的EN引脚必须短接到其中一个位置，切勿让EN引脚悬空。

转换器2、3和4除了输入电源外，不需要任何额外的配置即可运行。这些转换器硬连线为始终启用，并在低输出电流时使用节能PFM模式。

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。TPS6230xEVM - 085的电路板布局遵循了一些关键原则：

• 高开关频率和电流的节点尽可能短，以减少走线电感。
• 高阻抗输入（如TPS62300的Vout引脚）的走线由接地走线和平面屏蔽。
• 仔细考虑了高频电流回路的布线，并采用了单点接地方案。

具体的布局可以参考相关的电路板布局图，如顶层布线图、底层布线图和组装层图。

四、原理图和物料清单

4.1 原理图

原理图展示了TPS6230xEVM - 085的电路连接和工作原理，它是理解评估模块工作机制的重要依据。

4.2 物料清单

物料清单详细列出了评估模块所使用的各种元器件，包括电容、电感、电阻、芯片等，具体如下：	数量	参考编号	描述	尺寸	制造商	零件编号
8	C1, C2, C4–C9	陶瓷电容，10 - µF，4 - V，X5R，10%	603	TDK	C1608X5R0G106MT
1	C3	陶瓷电容，xx - µF，xx - V	603
5	J1–J5	2引脚接头，100 - mil间距		Sullins	PTC36SAAN
2	JP1, JP2	3引脚接头，100 - mil间距		Sullins	PTC36SAAN
1	L1	贴片电感，2.2 - µH，1.0 - A，120 - mΩ	0.1.2 In x 0.110 In	TDK	VLF3010AT - 2R2M1R0
3	L2–L4	贴片电感，2.2 - µH，770 - mA，230 - mΩ	805	Taiyo Yuden	CB2016T2R2M
1	R1	贴片电阻，665 - kΩ，1/16 - W，1%	603	Std	Std
1	R2	贴片电阻，332 - kΩ，1/16 - W，1%	603	Std	Std
0	R3	贴片电阻，xx - Ω，1/16 - W，1%	603	Std	Std
1	R4	贴片电阻，604 - kΩ，1/16 - W，1%	402	Std	Std
1	R5	贴片电阻，402 - kΩ，1/16 - W，1%	402	Std	Std
6	TP1, TP3, TP5, TP7, TP9, TP11	测试点，红色，1 mm	0.038	Farnell	240 - 345
6	TP2, TP4, TP6, TP8, TP10, TP12	测试点，黑色，1 mm	0.038	Farnell	240 - 333
1	U1	3 - MHz同步降压转换器，400 mA，Vout可调	QFN10	TI	TPS62300DRC
1	U2	3 - MHz同步降压转换器，400 mA	CSP - 8	TI	TPS62300YZD
1	U3	3 - MHz同步降压转换器，400 mA	CSP - 8	TI	TPS62301YZD
1	U4	3 - MHz同步降压转换器，400 mA	CSP - 8	TI	TPS62302YZD
1	--	PCB，2.455 In x 1.89 In x 0.032 In		Any	HPA085
2	--	分流器，100 - mil，黑色	0.100 In	3M	929950 - 00

五、相关文档和重要注意事项

5.1 相关文档

可以参考TPS62300数据手册（SLVS528 A）获取更多详细信息。

5.2 重要注意事项

• 该设备仅适用于实验室测试环境，它会产生、使用并辐射射频能量，未经测试以符合FCC规则第15部分J子部分中计算设备的限制。在其他环境中操作可能会对无线电通信造成干扰，用户需自行承担纠正干扰的费用。
• 该评估套件仅用于工程开发或评估目的，不适合商业使用。产品可能在设计、营销和制造相关的保护考虑方面不完整，可能不符合欧盟电磁兼容性指令的技术要求。
• 操作该评估模块时，输入电压应在2.7 V至6.0 V之间，输出电压应在0.6 V至5.4 V之间。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转的损坏；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。
• 正常运行期间，一些电路组件的外壳温度可能高于25°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25°C的情况下仍能正常运行。在操作过程中，将测量探头靠近这些设备时，要注意它们可能会很烫。

总之，TPS6230xEVM - 085评估模块为工程师提供了一个便捷的平台来评估TPS6230x系列降压转换器的性能。在使用过程中，务必遵循相关的设置和注意事项，以确保评估的准确性和设备的安全。大家在实际使用中有没有遇到什么特别的问题呢？欢迎在评论区分享交流。