TPS65560EVM - 165评估模块使用指南与设计要点

在电子设计领域，评估模块是工程师快速了解和验证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TPS65560EVM - 165评估模块。

文件下载：TPS65560EVM-165.pdf

一、模块概述

TPS65560是一款高度集成的反激式转换器，主要用于为摄影闪光灯电容器充电。而TPS65560EVM - 165评估模块则为设计师提供了一个便捷的平台，用于评估该器件的运行和性能。

这个评估模块包含一个功能完备的摄影闪光灯充电器，能够将一个摄影闪光灯电容器从1.6至12伏的电池充电至320伏。同时，它还配备了闪光灯和触发电路，方便设计师评估充电特性。此外，板载的灯电路可以禁用，以便连接用户提供的灯和触发电路。

二、模块设置与使用

（一）输入/输出连接器说明

1. J1 – Vbatt：这是转换器的正电池电压输入连接，电压范围应为1.6至12伏直流电。

2. J2 – GND：电池电压到转换器的返回连接。

3. J3 – VCC：正数字电压源，电压应在2.7至4伏直流电之间。

4. J4 – GND：数字电压源的返回连接。

5. J5 – REMOTE CONTROL：用于将评估模块连接到个人计算机，作为控制评估模块的可选方法。转换器的所有必要控制输入和输出都在这个连接器上。连接到评估模块板上的TPS65560之前，闪光和充电信号会被反相。其引脚定义如下表：	Pin No.	Signal	Function
   1,3,5,7,9	GND	Signal ground
   2	Charge Complete	Output: An active low indicates the flash capacitor is charged
   4	Charge	Input: A positive edge initiates the charging of the flash capacitor
   6	Flash	Input: A logic - high signal initiates a lamp flash
   8	1 PEAK	Input: Used to provide the peak current set point of the charger
   10	Vcc	This pin is connected to the Vcc plane of the EVM board

6. J6 – User Lamp module HV connections：用于将评估模块连接到用户提供的灯和触发电路。该连接器的引脚1是触发信号，引脚2是摄影闪光灯电容器的高压侧。

7. J7 – User Lamp module HV Return connections：同样用于连接用户提供的灯和触发电路，两个引脚都连接到摄影闪光灯电容器的负极，为闪光电流提供返回路径。

8. JP1 & JP2 – EVM Lamp disconnect：这两个跳线用于断开评估模块的灯和触发电路，以便评估用户提供的灯和触发器。当两个跳线都移除时，灯和触发电路被断开。

9. JP3 – I_PEAK：用于外部设置充电电流。该连接器的引脚2直接连接到TPS65560的I_PEAK引脚。将跳线从引脚2（IPEAK）连接到引脚1（$V{CC}$），可配置TPS65560使用最大峰值电流为闪光灯电容器充电；连接到引脚3（GND），则使用最小峰值电流充电。其他峰值电流水平可以通过在评估模块板上的R6和R7位置安装电阻来编程。

（二）操作步骤

1. 使用板载灯和触发电路

• 首先，用一个15kΩ的电阻将C5短路超过20秒，以放电摄影闪光灯电容器。使用万用表测量C5上的电压，确保电压接近零后再继续操作或触摸任何连接器和组件。
• 如有需要，在JP1和JP2上安装跳线，将板载灯和触发电路连接到控制电路。
• 将输入电源的正极连接到J3，电压应为2.7至4伏直流电，为TPS65560提供$V_{CC}$。
• 将输入电源的负极连接到J4。
• 将电池或电源的正极连接到J1，电压范围为1.6至12伏。
• 将电池或电源的负极连接到J2。
• 打开$V_{CC}$输入电源。
• 打开电池电压电源。
• 按下并按住充电按钮，开始为闪光灯电容器充电。
• 当绿色的充电完成LED（D2）亮起时，释放充电按钮。
• 按下闪光开关，使灯闪光。
• 根据需要重复上述充电和闪光步骤。

2. 使用用户提供的灯和触发电路

• 同样先对摄影闪光灯电容器进行放电操作，方法与使用板载灯时相同。
• 移除JP1和JP2上的跳线，断开板载灯和触发电路与控制电路的连接。注意，TPS65560 EVM仅用于为单个闪光管闪光。
• 将用户提供的灯电路的高压部分连接到J6的引脚2。
• 将用户提供的灯的触发部分连接到J6的引脚1，可参考评估模块原理图验证电路连接。
• 将用户灯电路的接地部分连接到J7的引脚1。
• 后续的电源连接、开启以及充电和闪光操作步骤与使用板载灯时一致。

这里大家思考一下，在不同的使用场景下，这些操作步骤的顺序和细节是否有其合理性呢？

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。TPS65560EVM - 165的电路板布局遵循了一些关键原则，以确保良好的性能。

（一）布局要点

• 高频开关频率和电流的节点尽可能短，以最小化走线电感。
• 仔细考虑高频电流回路的布线，并对所有高电流和高压走线采用单点接地方案。具体的布局指南可参考数据手册。

（二）图示说明

文档中提供了四张图展示了TPS65560EVM - 165 PCB的布局，分别是顶层装配层、底层装配层、顶层布线和底层布线。通过这些图示，我们可以更直观地了解电路板的结构和布线方式。

四、原理图和物料清单

（一）原理图

文档提供了TPS65560EVM - 165的原理图，这对于深入了解模块的电路结构和工作原理非常有帮助。

（二）物料清单

Count	RefDes	Value	Description	Size	Part Number	MFR
2	C1, C4	10 µ F	Capacitor, Ceramic, 16V, X7R, 10%	1206	C3216X7R1C106KT	TDK
1	C2	4.7 µ F	Capacitor, Ceramic, 25V, X7R, 10%	1206	C3216X7R1E475K	TDK
3	C3, C7, C8	0.01 µ F	Capacitor, Ceramic, 50V, X7R, 10%	0603	C1608X7R1H103KT	TDK
1	C5	95 µ F	Capacitor, Aluminum, 330VDC, 20%	9.5 x 37 mm	330FW95V9537	Rubycon
1	C6	0.047 µ F	Capacitor, Ceramic, 630V, X7R, 10%	1210	C3225X7R2J473K	TDK
1	D1		Diode, Dual Switching, 300V, 275mW, 225mA	SOT - 323	CMSD2004S	Central Semiconductor
1	D2		Diode, LED, Green, Gullwing, GW Type, 20mA, 7.5 mcd typ.	0.120 x 0.087	LN1361CTR	Panasonic
1	FL1		Flash Tube, 320v Max	0.071 x 0.807 inch	FFT - N - I018001850 - 1	Nam Kwong Electric www.namkwong.com.hk
4	J1 - J4		Header, 2 - pin, 100mil spacing, (36 - pin strip)	0.100 x 2	PTC36SAAN	Sullins
1	J5		Header, 2x5 - pin, 100mil spacing (36 - pin strip)	0.100 x 5 X 2	PTC36DAAN	Sullins
2	J6, J7		Terminal Block, 2 pin, 15A, 5.1mm	0.40 x 0.35	ED1609	OST
2	JP1, JP2		Header, 2 pin, 100mil spacing, (36 - pin strip)	0.100 x 2	PTC36SAAN	Sullins
1	JP3		Header, 3 pin, 100mil spacing, (36 - pin strip)	0.100 x 3	PTC36SAAN	Sullins
1	Q1		Trans, N - Ch IGBT, Vgem 6, Vces 400, Icm 150	TSSOP - 8	RJP4002ASA	Renesas
2	R1, R2	10k	Resistor, Chip, 1/16W, 1%	0603	Std	Std
1	R10	47.5k	Resistor, Chip, 1/16W, 1%	0603	Std	Std
2	R3, R4	1.00k	Resistor, Chip, 1/16W, 1%	0603	Std	Std
1	R5	0	Resistor, Chip, 1/16W, 5%	0603	Std	Std
2	R6, R7	Open	Resistor, Chip, 1/16W, 1%	0603
1	R8	100	Resistor, Chip, 1/16W, 1%	0603	Std	Std
1	R9	1.0M	Resistor, Chip, 1/4W, 5%, 400V	1206	ERJ8GEYJ105V	Panasonic
2	S1, S2		Switch, SPST, PB Momentary, Sealed Washable	0.245 X 0.251	KT11P2JM	C & K
0	T1		Transformer, Trigger	0.330 X 0.137 inch	BO - 02	Tokyo Coil
0	T2		Transformer,	0.303 x 0.252 inch	TTRN - 038S_Type	Tokyo Coil
1	T3		XFMR, Flyback	0.220 X 0.335 inch	W04 - 155	Kijima - Musen t_ishino@kijima - m.co.jp
1	T4		XFMR, Trigger	0.146 X 0.303 inch	KP - 132	Kijima - Musen
3	U1, U3, U5		IC, Dual Schmitt - Trigger Inverter	SOT23 - 6	SN74LVC2G14DBV	TI
1	U2		IC, Integrated Photo Flash charger and IGBT Driver	QFN16	TPS65560RGT	TI
1	–		PCB, 3.45 In x 2.5 In x 0.062 In		HPA165	Any
3	–		Shunt, 100 - mil, Black	0.100	929950 - 00	3M
4	–		Bumpon, Transparent	0.44 x 0.2	SJ5303	3M
1			26 AWG Buss Wire (approximately 1.5 inches)

需要注意的是，这些组件有一些使用注意事项：

• 这些组件对静电放电（ESD）敏感，需要采取ESD预防措施。
• 组件必须清洁，无焊剂和所有污染物，使用不干净的焊剂是不可接受的。
• 组件必须符合工艺标准IPC - A - 610 Class 2。标有星号（'**'）的参考设计器不能替换，其他组件可以用等效制造商的组件替换。

大家在选择和使用这些物料时，是否会考虑到这些注意事项对设计的影响呢？

五、相关文档和注意事项

（一）相关文档

可以参考TPS65560数据手册（SLVS608）获取更多信息。如果需要帮助，可以联系当地的TI销售代表。

（二）重要注意事项

1. 评估模块用途：该评估模块仅用于工程开发、演示或评估目的，不被视为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培训，并遵守良好的工程实践标准。
2. 合规性：该评估模块不属于欧盟关于电磁兼容性、限制物质（RoHS）、回收（WEEE）、FCC、CE或UL的指令范围，因此可能不符合这些指令或其他相关指令的技术要求。
3. 保修和责任：如果评估模块不符合用户指南中规定的规格，可以在交付日期起30天内退货以获得全额退款。用户承担货物正确和安全处理的所有责任和义务，并赔偿TI因处理或使用货物而产生的所有索赔。
4. 操作范围：重要的是在输入电压范围1.6 V至12 V（Vbatt）、2.7 V至4 V（Vcc）和输出电压范围0 V至320 V内操作该评估模块。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。
5. 温度注意：在正常操作期间，一些电路组件的外壳温度可能高于50°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50°C的情况下正常运行。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。

综上所述，TPS65560EVM - 165评估模块为工程师提供了一个全面的平台来评估TPS65560芯片的性能。在使用过程中，我们需要严格遵循操作步骤和注意事项，以确保安全和准确地完成评估工作。同时，合理的电路板布局和物料选择也是设计成功的关键因素。大家在实际使用这个评估模块时，有没有遇到过什么问题或者有什么独特的经验呢？欢迎在评论区分享。