TPS6126x低输入电压升压转换器评估模块使用指南

在电子设计中，电源管理模块的性能对整个系统的稳定性和效率至关重要。今天，我们就来深入了解一下德州仪器（Texas Instruments）的TPS6126x低输入电压升压转换器评估模块（EVM）。

文件下载：TPS61260EVM-673.pdf

一、TPS6126x简介

TPS6126x系列器件为单节或双节碱性、镍镉（NiCd）或镍氢（NiMH）电池供电的产品提供了电源解决方案，同时也适用于高输出阻抗电池类型（如纽扣电池）供电的产品。它基于准固定频率、脉冲宽度调制（PWM）控制器，并采用同步整流技术以实现最高效率。在低负载电流下，转换器会进入省电模式，确保在宽负载电流范围内都能保持高效率。其开关中的最大平均电流限制在典型值300 mA。输出电压可以通过外部电阻分压器进行编程，也可以在芯片内部固定。此外，平均输出电流也可以进行编程，转换器会调节编程的输出电压或输出电流，以满足较低的输出功率需求。该器件采用6引脚、2×2 mm的SON PowerPAD™封装（DRV）。

二、评估时的注意事项

模式转换与波形

TPS6126x具有电压环路、电流环路、PFM环路和突发模式。在这些模式转换过程中，操作是无缝的，但我们可以看到波形在不同模式之间进行调整，可能会显得有些不稳定。当输入电压接近输出电压时，占空比会减小，直到达到最小导通时间，然后开关频率会降低。进一步增加输入电压会使输出电压高于调节值，器件进入突发模式。对于低输入电压，占空比会增加并过渡到突发模式，这会增加纹波电压。增加负载可能会使IC进入平均电流模式，通常意味着退出电压调节而进入电流模式，从而改变占空比和频率。

输入电压与输出电流

在较低输入电压（<1 V）时，最大输出电流小于100 mA，具体情况可参考TPS61260/1数据手册（SLVSA99）中的图表。

电源阻抗与电容

要考虑电源的阻抗，对于较高阻抗和较大负载，应考虑增加更多的输入电容。此外，根据负载是电阻性负载还是恒流负载，波形可能会有所不同。

三、性能规格总结

规格	测试条件	最小值	典型值	最大值	单位
输入直流电压（DC）推荐Vin范围	-	0.8	-	4	V
输出负载电流（DC）最大负载电流	-	-	-	50	mA

四、测试总结

测试设备

• 可调直流电源，电压范围为0.8 V至4 V，电流限制设置为~450 mA。
• 负载：系统负载或电阻性负载≥33 Ω。
• 三个Fluke 75数字万用表（DMM）（或等效或更好的型号）。
• 示波器，型号为TDS222（或等效或更好的型号）。

设备和EVM设置

按照表1的设置进行I/O连接和配置，同时参考图1进行设备连接。将示波器设置为200 ns/div，正触发，CH1为直流耦合，1 V/div；CH2为交流耦合，10 mV/div。可以添加额外的通道或移动探头来查看Vin和Ven。电阻性负载可以用系统负载或十进负载箱代替，以在1 kΩ至33 Ω之间改变负载。

测试步骤（输入：一节碱性电池（1.5 V）或等效电源）

1. 确保EVM按照表1和图1进行设置，并且电源预设为1.5 Vdc，电流限制约为350 mA。
2. 打开输入电源，验证输入电压约为1.5 Vdc（DMM#1），输出电压在3.15 Vdc至3.4 Vdc之间（DMM#2）。
3. 查看CH1和CH2，验证占空比在54%至60%之间，纹波小于10 mV。注意，占空比是导通时间（低电平）除以周期。
4. 将JP1上的跳线从ON移到OFF，验证升压转换器是否被禁用。
5. 移除JP1-OFF上的跳线并放置在JP1-ON上，验证转换器是否重新启动。
6. 改变输入电压和负载，以了解EVM的性能。当输入电压降至约0.8 V时，EVM的输出会切断；当输入接近3.3 V时，电路会进入PFM模式。

五、原理图、物理布局和物料清单

原理图

原理图展示了TPS6126x EVM的电路连接，包括输入电压范围、输出电压范围、电容、电感、电阻等元件的连接方式。

物理布局

包括组装层、顶层和底层的布局图，展示了各个元件在电路板上的位置。

物料清单

详细列出了EVM中使用的各种元件，包括电容、电感、电阻、IC等的型号、规格和制造商。

六、重要注意事项

评估板使用限制

该评估板仅用于工程开发、演示或评估目的，并非适合一般消费者使用的成品。处理该产品的人员必须具备电子技术培训，并遵守良好的工程实践标准。该评估板可能不符合欧盟关于电磁兼容性、有害物质限制（RoHS）、回收（WEEE）、FCC、CE或UL等指令的技术要求。

保修政策

如果评估板不符合用户指南中规定的规格，可以在交付日期起30天内退回以获得全额退款。

安全注意事项

• 操作EVM时，输入电压应在0.8 V至4 V之间，输出电压应在1.8 V至4 V之间。超出指定输入范围可能导致意外操作和/或对EVM造成不可逆转的损坏。
• 施加超出指定输出范围的负载可能导致意外操作和/或对EVM造成永久性损坏。
• 在正常操作期间，一些电路组件的外壳温度可能会超过50°C。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。

通过对TPS6126x低输入电压升压转换器评估模块的详细了解，我们可以更好地利用它进行电源管理设计。大家在实际应用中遇到过哪些电源管理方面的问题呢？欢迎在评论区分享交流。