TSM108评估板：12V转6V DC/DC 转换器的设计与应用

在电子电路设计中，DC/DC转换器是常见且关键的部分。今天我们来深入探讨TSM108评估板，它是一款用于12V转6V DC/DC转换的实用工具。

一、TSM108简介

TSM108是一款降压控制器，具备恒压和恒流调节功能，能驱动P沟道MOSFET或PNP双极晶体管。其工作原理在数据手册附带的应用笔记中有详细描述。本次我们重点关注TSM108评估板。该评估板旨在支持不同的转换器配置，PCB上提供了多种功率半导体封装选项，以适应广泛的转换器输出功率需求。

二、TSM108典型应用

1. 应用描述

TSM108特别适用于点烟器配件，这里介绍的典型应用是一个电池充电器，其参数如下：

输入电压：(Vin = 12V)
输出电压：(Vout = 6V)
最大输出电流：(Iout = 800mA)

典型应用配置下评估板的图片和相关原理图分别如图1和图2所示。典型应用板使用的元件清单如下表所示，其他元件未安装。评估板中使用的电容和电阻等无源元件为通孔元件，方便用户更换。在实际应用中，会使用表面贴装器件，整个应用可以集成在非常小的PCB区域内。

Reference	Value	Description	Manufacturer
U1	TSM108ID	PWM控制器	STMicroelectronics
Q4	STS3DPFS30	Mosfet + 二极管	STMicroelectronics
L1	P0250.154T	150µH - 降压主电感	Pulse
L	短路	滤波电感
C1	220pF	振荡器电容
C2 - C3	22nF	补偿电容
C4 - C7	47µF - 25V	降压输入和输出电容	Rubycon ZL
C10	100nF	电压参考偏置电容
R8 - R17 - R18 - R19	1 Ω	分流电阻
R6 - R7	22k Ω - 10%	补偿电阻
R9	15k Ω - 1%	分压桥上电阻
R10	11k Ω - 1%	分压桥下电阻
R16 - R22	短路

2. 性能表现

根据数据手册，使用TSM108的降压转换器可以实现精确的恒压和恒流调节。DC/DC转换器的V/I输出特性如图4所示。测试时输入电压设定为12V，电压调节设定为6V，电流调节设定为800mA。当输出电压低于1V时，可以观察到电流调节中的折返现象。

DC/DC转换器的效率在不同条件下进行了测量，如图5所示。左图研究了输出功率（Pout）对效率的影响，测试期间转换器工作在恒压模式，即(Vout = 6V)且(Iout < 800mA)，输入电压(Vin = 12V)，效率始终在84%至90%之间。右图研究了输入电压（Vin）对效率的影响，转换器工作在恒压模式，输出功率恒定为4W，输入电压从7V变化到25V，转换器效率在84%至90%之间。

三、评估板描述

TSM108评估板易于适应广泛的输出功率。板上为功率半导体封装提供了多种选项。图6展示了评估板印刷电路板上所有可用组件的电气连接。

之前描述的典型应用使用了集成在同一SO8封装中的功率MOSFET和肖特基二极管，但PCB上为功率半导体封装提供了多种选项，以适应广泛的转换器输出功率。功率开关可以用TO220或D2PAK封装的MOSFET替换，也可以用TO92封装的双极晶体管替换。二极管可以用轴向或TO220封装替换。评估板上可用的各种选项如下表所示。