TLV61220EVM-120 低输入电压升压转换器评估模块详解

作为电子工程师，在电源设计中常常需要对升压转换器进行评估和测试。今天就来深入探讨一下德州仪器（Texas Instruments）的 TLV61220EVM - 120 低输入电压升压转换器评估模块。这个评估模块可以帮助我们更好地了解和使用 TLV61220 同步升压转换器，下面就从几个关键方面来详细介绍。

文件下载：TLV61220EVM-120.pdf

一、模块概述

TLV61220EVM - 120 评估模块主要用于评估 TLV61220 升压转换器的性能。TLV61220 是一款可调输出的升压转换器，输出电压可在 1.8V 至 5.5V 之间设置，而该评估模块的输出默认设置为 3.3V。它采用 6 引脚、超薄 SOT - 23 封装（DBV），输入电压范围为 0.7V 至 5.5V，这使得它可以在单节到三节电池配置以及单节锂离子电池供电的情况下正常工作。

二、模块设置

1. 输入输出连接与跳线说明

输入连接（J1 - J3）：将输入源的正极连接到 Vin（J1），负极连接到 GND（J3）。
输出连接（J4 - J6）：将负载的正极连接到 Vout（J4），负极连接到 GND（J6）。
使能引脚（JP1 - EN）：通过在 JP1 的 ON 和 EN 引脚之间放置短路跳线来启用集成电路（IC），在 OFF 和 EN 引脚之间放置短路跳线则禁用 IC。即使没有安装跳线，也会使用上拉电阻来启用 IC。
电压感应（J2 - J5）：这两个连接器默认未安装，但如果需要对输入或输出电压进行非常精确的测量，可以安装 J2 或 J5。

2. 输出电压修改

评估模块的输出电压由 R1 和 R2 组成的电阻分压器网络设置。要改变输出电压，需要更改电阻值。可以使用公式 [R 1=R 2 (Vout / 0.5 - 1)] 来计算特定输出电压下 R1 的值。文档中的表 1 列出了一些常见输出电压对应的 R1 和 R2 值。

三、模块操作

在操作 TLV61220EVM - 120 时，首先将正输入电源连接到 Vin（J1）和 GND（J3），典型输入电压范围为 0.7V 至 3.3V（针对特定输出电压配置），最大输入电压为 5.5V。然后将所需负载连接在 Vout（J4）和 GND（J6）之间，TLV61220 的最大输出电流取决于输入输出转换比和输出电压，具体可参考数据手册。最后根据需要配置跳线 JP1，ON 为正常操作，OFF 则关闭设备，此时开关停止工作。需要注意的是，设备在关闭状态下不会断开输入与输出的连接，电压会通过 TLV61220 的阻抗降低，且随负载变化，轻负载时电压降约为 700mV。

四、测试结果

1. 连续电流模式操作

在 1.2V 输入电压、1.8V 输出电压和 50mA 负载的条件下，测量了 TLV61220 在连续电流操作期间的输出电压纹波、SW 节点和电感电流，相关波形如图 1 所示。

2. 不连续电流模式操作

在 1.2V 输入电压、1.8V 输出电压和 10mA 负载的条件下，测量了 TLV61220 在不连续电流操作期间的输出电压纹波、SW 节点和电感电流，波形如图 2 所示。

3. 使能后启动

在 0.7V 输入电压、1.8V 输出电压和 12mA 负载的条件下，测量了 TLV61220 使能启动期间的输出电压、SW 节点电压、使能信号和电感电流，波形如图 3 所示。

4. 负载瞬态

在 1.2V 输入电压、3.3V 输出电压和 0mA 至 50mA 负载阶跃的条件下，测量了输出电压的负载瞬态情况，波形如图 4 所示。

5. 效率

图 5 展示了在环境温度为 25°C 时，输入电压分别为 0.7V、1.2V、1.5V 和 3V，输出电压设置为 3.3V 时 TLV61220 的效率情况。

五、电路板布局

1. 布局描述

对于所有高频开关模式电源来说，电路板布局至关重要。如果布局不当，调节器可能会出现稳定性问题和电磁干扰（EMI）问题。因此，主电流路径和电源接地轨道应使用宽而短的走线，输入和输出电容以及电感应尽可能靠近 IC 放置，使用公共接地节点以减少接地噪声的影响。文档中的图 6 至图 8 展示了 TLV61220EVM - 120 PCB 的电路板布局。