Texas Instruments TPS7A21EVM-059稳压器评估模块 (EVM) 帮助设计工程师评估TPS7A21线性稳压器在工程师的电路应用中的运行情况和性能。Texas Instruments TPS7A21EVM-059的配置包含单个低噪声、小尺寸、低压差 (LDO) 稳压器，适合用于各种应用。该稳压器可以为负载提供高达500mA电流，具有低VIN至VOUT压差电压。为实现稳定，使用最小降额（400nF或稍大至最大200µF）的输出电容。包括一个高性能负载瞬变电路，可改善LDO稳压器的测量能力。

数据手册：*附件：Texas Instruments TPS7A21EVM-059稳压器评估模块 (EVM)数据手册.pdf

特性

• 极低静态电流 (I (Q) )：6.5µA
• 输入电压范围：2V至6V
• 高电源抑制比 (PSRR)：95dB（1kH时）
• 低输出电压噪声：7µVRMS
• 低压差 (LDO)：171mV（最大值），在500mA (3.3V V OUT ) 时
• 智能使能 (EN) 下拉

板布局

TPS7A21EVM-059评估模块技术解析与应用指南

一、产品概述与技术特点

1.1 评估模块简介

TPS7A21EVM-059是德州仪器(TI)推出的一款用于评估TPS7A21低压差线性稳压器(LDO)性能的评估模块。该模块提供了完整的参考设计，便于工程师进行工程演示和性能评估。

1.2 核心特性

• ‌超低噪声设计‌：TPS7A21系列LDO具有极低输出噪声特性
• ‌宽输入电压范围‌：支持3.3V至5.5V输入电压
• ‌高精度输出‌：固定3.3V输出电压版本(TPS7A2133PYWDJ)
• ‌紧凑封装‌：采用4引脚DSBGA封装
• ‌评估功能完备‌：模块包含输入/输出连接器、使能控制接口和可选负载瞬态电路

二、硬件设计与接口说明

2.1 主要接口功能

1. ‌ 电源输入接口(VIN/GND) ‌
   • 正极连接VIN端子
   • 负极连接GND端子(接地)
   • 最大输入电压6.5V
2. ‌ 电源输出接口(VOUT/GND) ‌
   • 正极连接VOUT端子
   • 负极连接GND端子
   • 最大输出电流500mA
3. ‌ 使能控制接口(EN) ‌
   • 3引脚排针设计，支持三种配置：
     • 顶部两引脚短接：VIN连接EN，启用LDO
     • 底部两引脚短接：GND连接EN，禁用LDO
     • 保持浮动：通过内部500kΩ下拉电阻禁用LDO

2.2 可选负载瞬态电路

评估模块集成了高性能负载瞬态测试电路，关键组件包括：

• ‌MOSFET开关电路‌：用于产生快速负载变化
• ‌ 可调电阻网络(R2-R6) ‌：设置峰值测试电流
• ‌可调电阻R8‌：控制负载变化速率(1A/μs典型值)
• ‌专用测量点‌：J16和J19提供高频开尔文连接测量

三、评估模块使用指南

3.1 基本操作步骤

1. ‌电源连接‌
   • 将电源正极连接至VIN端子
   • 将电源负极连接至GND端子
   • 输入电压范围3.3V-5.5V(不超过6.5V)
2. ‌输出配置‌
   • 通过J4(VOUT)和J9(GND)连接负载
   • 最大输出负载500mA
3. ‌使能控制‌
   • 使用J5排针选择启用/禁用状态
   • 或通过TP1(EN)连接外部控制信号(0-6.5V)

3.2 负载瞬态测试方法

1. ‌电路配置‌
   • 根据所需峰值电流调整R2-R6电阻组合
   • 按公式计算：I_peak = VOUT / (R2∥R3∥R4∥R5∥R6)
2. ‌响应速度调整‌
   • 通过R8电阻值设置负载变化速率
   • 参考模块提供的电阻值与响应时间对应表
3. ‌测量注意事项‌
   • 使用高频探头测量J16和J19接口
   • 负载脉冲持续时间不超过1ms以防过热
   • 建议使用50Ω终端函数发生器驱动J17接口

四、PCB布局与热设计

4.1 布局特点

• 专用电流检测路径设计
• 高频信号走线优化
• 多层板设计(4层)：
  • 顶层：元件布局和走线
  • 中间层：电源和地平面
  • 底层：走线和测试点

4.2 热管理建议

• 主要发热元件：
  • TPS7A21 LDO
  • LMG1020YFFR栅极驱动器
  • 脉冲电阻R2-R6
• 评估时监测关键元件温度
• 高负载测试时确保适当散热

五、典型应用与性能数据

5.1 性能指标

• ‌启动特性‌：输出在使能信号有效后快速建立
• ‌负载瞬态响应‌：1mA至500mA负载阶跃恢复时间<1ms
• ‌输出稳定性‌：仅需1μF输出电容即可保持稳定

5.2 应用场景

1. 精密模拟电路供电
2. 射频(RF)系统电源管理
3. 噪声敏感型应用
4. 便携式设备电源设计

六、物料清单(BOM)关键元件

元件编号	描述	规格	封装
U1	TPS7A21 LDO	3.3V/500mA	DSBGA-4
U2	LMG1020栅极驱动器	5V/7A	DSBGA-6
Q1	MOSFET开关	CSD17313Q2	WSON-6
R8	斜坡速率电阻	3.4kΩ	0805
C2,C4,C7	输出电容	2.2μF/10V	0603