TPS22968/68N-Q1 双路负载开关评估模块使用指南

一、引言

在电子设计中，负载开关是一个关键的组件。德州仪器（Texas Instruments）的 TPS22968/68N-Q1 双路负载开关评估模块为工程师们提供了一个便捷的平台，用于评估和测试这款高性能的负载开关。本文将详细介绍该评估模块的相关信息，包括其特点、性能规格、测试设置等，希望能帮助工程师们更好地使用这个模块。

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二、产品概述

2.1 产品特性

TPS22968/68N-Q1 设备包含两个 N 沟道 MOSFET，可在 0.8 V 至 5.5 V 的输入电压范围内工作，每个通道最大连续电流可达 4 A。每个开关由独立的开/关输入（ON1、ON2）控制，能直接与低压 GPIO 控制信号接口。

TPS22968-Q1 内置 260-Ω 负载电阻，开关关闭时可实现快速输出放电（QOD）；而 TPS22968N-Q1 设备禁用时输出浮空。设备的上升时间内部可控，可通过 CTx 引脚的陶瓷电容进行调整。

2.2 典型应用

该设备适用于多种领域，如汽车电子、信息娱乐系统、仪表盘以及高级驾驶辅助系统（ADAS）等。

三、电气性能规格

电气性能规格可参考 TPS22968/68N-Q1 数据手册（SLVSCP7）。评估模块的原理图展示了各个引脚和电路的连接方式，为后续的测试和使用提供了基础。

四、模块布局

评估模块的布局清晰，有多个测试点和连接点。例如，J1 VIN1 和 J2 VIN2 是输入连接点，用于连接输入电源；J3 VOUT1 和 J4 VOUT2 是输出连接点，用于连接负载。此外，还有多个测试点用于精确测量输入和输出电压，如 TP3/TP4 用于 VIN 感应，TP7/TP8 用于 VOUT 感应。

五、模块设置

5.1 输入输出连接

J1 VIN1 和 J2 VIN2 连接输入源的正负极，J3 VOUT1 和 J4 VOUT2 连接负载的正负极，负极均连接到 GND 连接点。

5.2 VBIAS 设置

JP1 用于将 VBIAS 连接到 VIN1 或 VIN2 电压源。VBIAS 必须保持在 2.5 V - 5.5 V 之间，以确保 TPS22968/68N-Q1 设备正常工作。如果测试时输入电压低于 2.5 V，需移除 JP1 上的短路器，并在 TP10 处连接 VBIAS 电压。

5.3 输入输出电容及并行连接

JP2/JP3 连接输入电容，正常工作时需移除 JP3 和 JP4 上的短路器。JP4 - JP7 用于在并行配置测试时将 VOUT1 和 VOUT2 连接在一起。

5.4 测试点功能

评估模块上有多个测试点，每个测试点都有其特定的功能，如 TP1/TP2 是输入连接点，TP5/TP6 是输出连接点等。详细的测试点功能列表可参考文档中的表格。

六、测试流程

6.1 RON 测试流程

1. 按照推荐的 RON 测试设置图设置评估模块。
2. 将 SOURCE1 电平设置为 5.0 V。
3. 在 JP1 上从引脚 1 到引脚 2 放置短路器。
4. 将 ON1 和 ON2 连接到 1.2 V 至 5.5 V 的直流电源，可使用 SOURCE1 电源。
5. 在 VOUT1 和 VOUT2 上放置负载。
6. 打开 SOURCE1。
7. 记录 METER1 和 METER2 的电压读数以及 SOURCE1 的输入电流读数。
8. 关闭 SOURCE1。
9. 通过将 METER1 电压电平除以 SOURCE1 电流读数的一半来计算开关 1 的 RON 值。
10. 同理计算开关 2 的 RON 值。

6.2 tR、tON、tF、tOFF 测试流程

1. 上升时间（tR）由每个开关通道上的 CT 电容值选择，评估模块默认 CT 值为 1 nF。
2. 按照推荐的 tR 测试设置图设置评估模块。
3. 将 SOURCE1 电平设置为 5.0 V。
4. 在 JP1 上从引脚 1 到引脚 2 放置短路器。
5. 在 VOUT1 和 VOUT2 上放置负载（推荐使用 10 Ω、3.25 W 的电阻）。
6. 将信号发生器输出设置为 0 - 2 Vpp、10 - 100 Hz 和 25% 占空比。
7. 打开 SOURCE1。
8. 启用信号发生器输出。
9. 使用示波器观察上升时间（tR）和导通时间（tON），将示波器触发同步到导通信号的上升沿。
10. 通过将示波器触发同步到导通信号的下降沿，观察下降时间（tF）和关断时间（tOFF）。
11. 关闭 SOURCE1 并禁用信号发生器输出。

七、性能数据和典型特性曲线

文档中给出了典型的性能曲线，如 tR 和 tON 的示波器捕获图以及 tF 和 tOFF 的示波器捕获图。这些曲线展示了在特定条件下（如 VIN = 5 V、CT = 1 nF 和负载 = 10 Ω）设备的性能表现。此外，TPS22968/68N-Q1 设备的开关可通过在 JP4、JP5、JP6 和 JP7 上添加短路器实现并行配置，并行配置可降低 RON 并提高最大连续电流能力。

八、物料清单

评估模块的物料清单详细列出了各个组件的信息，包括数量、名称、描述、制造商和零件编号等。这为工程师们在需要更换或采购组件时提供了方便。

九、注意事项

9.1 使用限制

评估模块仅适用于产品或软件开发人员在研发环境中对德州仪器半导体产品进行可行性评估、实验或科学分析，不得直接或间接组装到任何成品中，也不得用于消费或家庭用途。

9.2 保修和责任

德州仪器对评估模块提供 90 天的保修，若模块不符合保修条件，德州仪器将根据情况选择修理、更换或退款。但对于因用户疏忽、误用或修改等原因导致的缺陷，德州仪器不承担责任。

9.3 法规注意事项

不同国家和地区对评估模块有不同的法规要求，如美国的 FCC 规定、加拿大的 Industry Canada 规定以及日本的相关法规等。用户在使用时需遵守这些法规要求。

9.4 安全警告

评估模块不得用于功能安全和/或安全关键评估，用户在使用前需仔细阅读用户指南和相关文档，确保在推荐的规格和环境条件下操作，避免因超出规格而导致人身伤害、财产损失或设备损坏。

总之，TPS22968/68N-Q1 双路负载开关评估模块为工程师们提供了一个全面的测试平台，通过合理的设置和测试流程，可以深入了解该负载开关的性能和特性。你在使用这个评估模块的过程中遇到过什么问题吗？欢迎在评论区分享你的经验和疑问。