TPS26630 - 33EVM评估模块：工业eFuse的得力助手

在工业电子设计领域，eFuse（电子保险丝）起着至关重要的作用，它能为电路提供过流、过压、反极性等多种保护功能。德州仪器（Texas Instruments）的TPS2663x系列eFuse设备便是其中的佼佼者，而TPS26630 - 33EVM评估模块则为工程师们提供了一个全面评估这些设备性能的平台。今天，我们就来深入了解一下这个评估模块。

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一、概述

TPS26630 - 33EVM评估模块主要用于评估德州仪器TPS2663系列eFuse设备，包括TPS26630、TPS26631、TPS26632、TPS26633和TPS26635。该模块无需修改即可评估TPS26630RGE和TPS26633RGE设备，通过更换芯片，还能评估TPS26631RGE、TPS26632RGE和TPS26635RGE。

1.1 REACH合规性

该评估模块包含至少一种高度关注物质（SVHC）含量超过0.1%的组件，但德州仪器的使用量每年不超过1吨。具体的SVHC信息可参考文档中的表1。

1.2 模块特性

• 宽输入电压范围：支持4.5V至60V的输入电压，适应多种工业电源环境。
• 可编程电流限制：电流限制范围为0.6A至6A，可根据实际需求灵活设置。
• 反极性保护：配合外部N沟道MOSFET，可提供高达 - 60V的反极性保护。
• 输出功率限制方案（PLIM）：有效保护负载，防止功率过大。
• 浪涌和EFT保护：符合IEC61000 - 4 - 5 Level 1和IEC61000 - 4 - 4 Level 3标准，为负载提供可靠的保护。
• 可编程输入UVLO和OVP：输入欠压锁定（UVLO）和过压保护（OVP）可分别设置为18V和33V。
• 固定过压钳位：通道2具有35V的固定过压钳位功能。
• 可编程输出电压斜率控制：可控制输出电压的上升速度，减少对负载的冲击。
• 可选过流故障响应：支持自动重试和锁存两种过流故障响应模式。
• 板载瞬态保护器件：如输入TVS和输出肖特基二极管，增强模块的抗干扰能力。
• 33V SMC TVS浪涌保护：有效保护模块免受浪涌冲击。
• 板载复位开关和故障指示器：方便用户操作和监控模块状态。

1.3 应用领域

该评估模块适用于多种工业应用场景，包括PLC、CNC、医疗设备、控制与自动化、工业电源系统以及传感器集线器等。

二、模块描述

TPS26630 - 33EVM评估模块有两个独立通道（CH1和CH2），可同时评估两个设备。CH1用于测试OVP截止版本的TPS26630、TPS26631，CH2用于测试OV钳位和功率限制版本的TPS26632和TPS26633。输入电源分别通过T1（CH1）和T3（CH2）接入，输出则通过T2（CH1）和T4（CH2）连接到负载。

模块上的S1和S2开关可用于复位或禁用U1和U2，跳线J4和J10可用于更改电流限制设置。同时，D1和D6分别为CH1和CH2提供故障指示，TP8和TP17可用于监测每个通道的缩放电流。

三、通用配置

3.1 物理访问

• 输入输出连接器：详细介绍了T1 - T4连接器的功能，分别为CH1和CH2提供输入电源和输出连接。需要注意的是，当连续输入电压大于33V时，需移除TVS二极管D2（CH1）和D7（CH2），并安装合适电压等级的二极管；当连续输入电压大于50V时，还需更换D2、D7和C3、C7。
• 测试点：文档中列出了各个测试点的标签和描述，方便用户进行电压、电流等参数的测量。
• 跳线和LED：对各个跳线和LED的功能进行了详细说明，包括故障指示、输出功率指示、UVLO和OVP设置、电流限制设置以及模式选择等。

3.2 测试设备

• 电源：需要一个0 - 60V输出、0 - 8A输出电流限制的可调电源，以及UCS 500N用于产生浪涌和EFT脉冲。
• 仪表：至少需要一个数字万用表（DMM），若需要同时进行多项测量，可能需要更多。
• 示波器：推荐使用DPO2024或等效示波器，配备三个10x电压探头和一个直流电流探头。
• 负载：需要一个能承受24V、8A直流负载的电阻性负载。建议使用电阻性负载进行测试，若使用电子负载，需将输出负载设置为恒阻（CR）模式，而非恒流（CC）模式。

3.3 测试设置

典型的测试设置是将T1/T3连接到电源，T2/T4连接到负载。具体的测试设置可参考文档中的图1。

3.4 测试程序

3.4.1 初步测试

按照文档中的表6设置电源输出电压和电流限制，将负载电阻设置为24Ω±1Ω，连接好评估模块，确保默认跳线设置正确。开启电源和负载后，使用DMM测量各个测试点的电压，验证输出是否符合预期。按下CH1/CH2的关机开关S1/S2，验证输出电压是否降为零，释放开关后，输出电压是否恢复到标称值。

3.4.2 UVLO和OVP测试

将负载电阻设置为24Ω±1Ω，电源电压设置为24V，开启电源和负载。分别增加和降低CH1和CH2的输入电压，监测输出电压的变化，验证OVP和UVLO的限制值是否符合预期。同时，观察CH1和CH2的FLTb红色LED是否在达到OVP或UVLO限制时点亮。

3.4.3 输出电压启动时间测试

按照表9设置示波器，将负载电阻设置为12Ω±1Ω，电源电压设置为24V，开启负载和电源，验证输出电压启动波形是否符合图2所示。

3.4.4 电流限制和故障响应测试

将电流限制设置为6A，按照表10设置不同的电流限制跳线位置。将负载电阻设置为24Ω±1Ω，电源电压设置为24V，开启负载和电源。改变负载电阻，验证IC是否能将电流限制在设定值，并在达到电流限制后锁存。将电流限制响应模式设置为自动重试，再次验证自动重试行为。

3.4.5 输出短路保护测试

按照表11设置示波器，将电流限制设置为2A，负载电阻设置为24Ω±1Ω，电源电压设置为24V，开启负载和电源。使用导线或FET将输出短路到地，验证输出短路响应波形是否符合图3所示。

3.4.6 浪涌测试（IEC61000 - 4 - 5 Level 1）

将负载电阻设置为6Ω±0.5Ω，连接到EVM的T2端子。根据负载电流大小选择合适的输出电容，设置电流限制，使用UCS 500N或类似模拟器向EVM的输入端子TI施加浪涌脉冲，观察VIN1、VOUT1、IIN1和PGOOD1的波形，确保设备在浪涌脉冲期间能正常工作。

3.4.7 EFT测试（IEC61000 - 4 - 4 Level 3）

将负载电阻设置为4.8Ω±0.2Ω，连接到EVM的T2端子，设置电流限制，使用UCS 500N或类似模拟器向EVM的输入端子TI施加EFT脉冲，观察相关波形，确保设备在EFT脉冲期间能正常工作。

3.4.8 评估TPS26631、TPS26632和TPS26635

若要评估TPS26631、TPS26632和TPS26635，只需将U1更换为TPS26631RGE，U2更换为TPS26632RGE或TPS26635RGE，然后按照与TPS26630类似的测试程序进行评估。

四、EVM板组装图纸和布局

文档中提供了EVM的PCB图纸，包括顶层元件布局（图8）、顶层布线（图9）和底层布线（图10），方便工程师了解模块的物理结构。

五、原理图

图11展示了TPS26630 - 33EVM的原理图，为工程师进行电路分析和设计提供了重要参考。

六、物料清单

表12列出了TPS26630 - 33EVM的物料清单，包括各个元件的型号、数量、值、描述、封装参考、零件编号和制造商等信息，方便工程师进行采购和组装。

七、使用限制和注意事项

7.1 使用限制

该评估模块不适合用于功能安全和/或安全关键评估，包括但不限于生命支持应用的评估。用户在操作和使用评估模块前，必须阅读并遵循德州仪器提供的用户指南和其他相关文档，包括警告和限制通知。

7.2 安全相关警告和限制

用户应在德州仪器推荐的规格和环境条件下操作评估模块，超过指定的性能评级和规格可能会导致人身伤害、死亡或财产损失。评估模块仅适用于技术合格的专业电子专家，用户需承担正确和安全处理及使用评估模块的所有责任和义务。

7.3 法规注意事项

文档中还提供了该评估模块在不同国家和地区的法规注意事项，包括美国、加拿大、日本和欧盟等，用户在使用时需遵守相关法规要求。

总之，TPS26630 - 33EVM评估模块为工程师提供了一个全面评估TPS2663x系列eFuse设备性能的平台。通过详细的测试程序和丰富的文档资料，工程师可以深入了解这些设备的特性和功能，为工业电子设计提供有力的支持。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。