探索TPS211xADRB EVM：电源多路复用器评估模块的实用指南

在电子设计领域，电源管理是一个至关重要的环节。今天，我们将深入探讨德州仪器（Texas Instruments）的TPS211xADRB EVM，这是一款用于评估TPS211xA系列双输入单输出电源多路复用器的评估模块。

文件下载：TPS2115AEVM-581.pdf

一、模块简介

TPS211xA EVM专为德州仪器的TPS211xA系列电源多路复用器设计，该系列能够在两个电源之间实现无缝切换。每个电源的工作电压范围为2.8 V - 5.5 V，最大输出电流可达1 A。其中，TPS211xA EVM - 061适用于TPS211xAPW封装的器件，而TPS211xA EVM - 581则用于TPS211xADRB封装的器件，本文主要围绕581型展开介绍。这个评估模块配备了测试点，方便测量关键节点电压；还设有电位器，可用于调整电流限制和自动切换电压感应阈值；此外，还有用于选择手动/自动切换操作模式的引脚和选择输出保持电容的引脚。

二、EVM设置

1. 评估前准备

在使用EVM之前，建议用户仔细阅读适用的TPS211xA数据手册。同时，还需要准备一些必要的测试设备，如存储示波器、电流探头、两个0 V - 6 V、2 A的可调电源、伏特欧姆表以及有源或无源负载。

2. 电流限制调整

电位器R4控制着设置TPS211xA电流限制阈值的电阻RILIM。顺时针调节R4会减小RILIM，从而提高电流限制阈值。对于TPS2113A和TPS2115A，电流限制阈值为500/RILIM。要测量RILIM的电阻值，需在测试点TP4和GND之间连接欧姆表，且测量时要确保IN1和IN2电源关闭。为保证电路电阻测量的准确性，欧姆表在电阻两端施加的电压不得超过0.5 V。这里大家思考一下，为什么测量时要关闭电源呢？

3. 手动切换模式（仅适用于TPS2115A）

电位器R2和引脚J4对手动切换模式的操作没有影响。像数码相机和手持设备这类可从内部电池或扩展坞获取电源的产品，可以利用手动切换功能。TPS2115A的数字控制输入D1能直接检测扩展坞的存在，并将负载连接到合适的电源。要将设备置于手动切换模式，需短接引脚J2，D1引脚的逻辑电平决定了选择哪个输入。在EVM上，引脚J3控制D1引脚。若J3保持开路，D1会内部上拉至高电平，选择IN1；若J3短接，D1会下拉至低电平，选择IN2。

4. 自动切换模式

模式1自动切换

所有EVM都支持模式1自动切换。在这种模式下，OUT会连接到IN1和IN2中电压较高的那个。可参考表1来配置EVM以实现模式1自动切换。制造商可以通过模式1自动切换提供备用电池组选项，以延长产品的运行时间，TPS211xA会在主电池和备用电池之间循环切换，直到两个电池都耗尽。

模式2自动切换（仅适用于TPS2113A EVM）

在模式2自动切换中，如果IN1的电压足够高，OUT会连接到IN1；否则，OUT会连接到IN1和IN2中电压较高的那个。选择IN1的阈值对应于测试点TP3处约0.8 V的电压，IN1电压的具体值取决于电位器R2的设置。顺时针调节R2会提高IN1选择阈值电压。同样，制造商也可以利用模式2自动切换提供备用电池组选项，TPS2110A - TPS2113A会先耗尽IN1处的主电池，然后自动切换到IN2处的备用电池。

5. 输出电压保持

引脚J5 - J8用于选择输出保持电容。当TPS211xA在IN1和IN2电源之间切换时，输出电压最多会下降60 ms。因此，在TPS211xA输出端设置一定的电容是必要的，以防止在电源切换期间输出电压下降过多。过大的电压下降可能会导致系统复位或数据丢失。

6. 开关状态监测

可以在引脚J1的正极端监测开关状态输出。开关状态输出为逻辑1对应于IN2开关导通。

三、原理图和材料清单

1. EVM配置

表3列出了可用的EVM配置，包括不同设备型号的电流限制调整范围、开关状态输出以及支持的切换模式。HPA581 - 001适用于TPS2113A，支持自动切换模式，电流限制调整范围为0.63 A至1.25 A，有开关状态输出；HPA581 - 002适用于TPS2115A，除了自动切换模式，还支持手动切换模式，电流限制调整范围同样为0.63 A至1.25 A，也有开关状态输出。

2. 原理图

文中给出了TPS211xAEVM的原理图，展示了U1、R2等元件与电流限制的关系。表4进一步列出了不同设备型号对应的电阻值和电流限制范围。

3. 材料清单

表5详细列出了TPS2113A/5A的材料清单，包括电容、电阻、电位器、引脚、测试点等元件的规格、型号和制造商。同时还给出了一些注意事项，如这些组件对静电敏感，需采取防静电措施；组件必须干净，无焊剂和污染物，不允许使用免清洗焊剂；组件必须符合IPC - A - 610 Class 2工艺标准等。

四、电路板布局

1. 布局考虑因素

TPS211xA的IN1、IN2和OUT引脚可承载高达1 A的电流，因此连接到这些引脚的走线应具有合适的长度和宽度，以尽量减少负载上的电压降。此外，应将0.1 mF的旁路电容靠近TPS211xA的IN1、IN2和GND引脚放置。文中还给出了电路板的顶层和底层布局图。

总之，TPS211xADRB EVM为评估TPS211xA系列电源多路复用器提供了一个便捷的平台。通过合理设置和使用这个评估模块，电子工程师可以更好地了解电源多路复用器的性能，为实际的电源管理设计提供有力的支持。大家在使用过程中遇到过哪些问题呢？欢迎在评论区分享交流。