深入解析 TPS61097EVM - 498 评估模块

在电子设计领域，评估模块是工程师们验证和测试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 TPS61097EVM - 498 评估模块，看看它在实际应用中能为我们带来哪些便利和价值。

文件下载：TPS61097-33EVM-498.pdf

一、模块概述

TPS61097EVM - 498 评估模块主要用于帮助设计师评估 TPS61097 同步升压转换器的运行和性能。TPS61097 的输入电压范围为 0.9 V 至 5.5 V，这使得该设备不仅可以使用单节锂离子电池供电，还能适配一到三节电池的配置，应用范围十分广泛。该评估模块采用小巧的 5 引脚 SOT - 23 封装，有助于实现小型化的解决方案。

TPS61097 有多种固定输出电压版本可供选择，具体如下表所示：	EVM 设备	最小输出电压（V）	最大输出电压（V）
HPA498 - 001 TPS61097 - 18DBVR	1.75	1.85
HPA498 - 002 TPS61097 - 27DBVR	2.62	2.78
HPA498 - 003 TPS61097 - 30DBVR	2.91	3.09
HPA498 - 004 TPS61097 - 33DBVR	3.2	3.4
HPA498 - 005 TPS61097 - 50DBVR	4.85	5.15

二、模块设置

1. 输入连接（J1/J3）

这是输入源引线的连接位置。将输入源的正极连接到 VIN J1，负极连接到 GND J3。在实际操作中，大家要注意正负极的正确连接，避免因连接错误导致模块损坏。

2. 输出连接（J4/J6）

用于连接 TPS61097EVM 的输出。将负载的正极连接到 VOUT J4，负极连接到 GND J6。同样，正确连接负载的正负极对于模块的正常运行至关重要。

3. 使能输入（JP1）

JP1 是设备的使能输入。在 JP1 的 ON 和 EN 引脚之间放置短路跳线可启用集成电路（IC）；在 OFF 和 EN 引脚之间放置短路跳线则可禁用 IC。需要注意的是，必须在 JP1 的 ON 或 OFF 位置安装短路跳线，且 EN 引脚不能悬空。当 EN 引脚置于 OFF 位置时，设备的内部旁路开关会被启用，从而在输入电压（L 引脚）和负载（VOUT）之间提供直接的低阻抗连接。此外，EN 引脚还可用于对该旁路开关进行低电压控制，具体设置方法可参考 TPS61097 数据手册中的“可调旁路开关”部分。该评估板的可调开关配置（R1 和 R2）设置为当 (VIN ≤0.78 ~V) 时关闭设备并启用内部旁路开关。

4. 电压感应（J2/J5）

J2 和 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 J4 进行测量。PCB 上的走线连接到输入或输出电容器，并独立于输出和接地线连接到这两个连接器。

三、模块操作

1. 电源连接

将正输入电源连接到 VIN J1 和 GND J3。对于输出电压为 3.3 V 的配置，典型输入电压为 0.9 V 至 3 V，该评估模块的最大输入电压为 5.5 V。同时，将所需负载连接在 VOUT J4 和 GND J6 之间。TPS61097 的最大输出电流取决于输入和输出之间的转换比以及输出电压，具体信息可参考数据手册。

2. 跳线配置

根据需要配置跳线 JP1。由于 EN 引脚在设备内部或评估模块上未上拉或下拉，因此必须安装 JP1 才能确保模块正常运行。ON 位置表示正常运行，OFF 位置表示设备关闭且开关停止工作。当通过将 JP1 置于 OFF 位置禁用 IC 时，内部旁路开关会打开，在输入电压（L 引脚）和负载（VOUT）之间提供直接的低阻抗连接。此时，VOUT 端的电压为 VIN 端的电压减去内部开关的电压降，该开关的导通电阻典型值为 3.4 Ω。

四、测试结果

评估模块的测试结果可参考 TPS61097 数据手册中的“典型特性”部分。该评估模块使用的数据手册中表征所用的相同电感和电容，其性能与数据手册中所示一致。

五、板布局、原理图和物料清单

1. 板布局

对于所有高频开关模式电源来说，板布局都至关重要。如果布局不当，稳压器可能会出现稳定性问题和电磁干扰（EMI）问题。因此，在设计时应使用宽而短的走线作为主电流路径和电源接地轨道。输入和输出电容器以及电感应尽可能靠近 IC 放置，并使用公共接地节点作为电源接地，以最小化接地噪声的影响。文档中提供了 TPS61097EVM - 498 PCB 的板布局图，包括顶层组装层、顶层和底层。

2. 原理图和物料清单

文档中还提供了 TPS61097EVM - 498 的原理图和详细的物料清单。物料清单中包含了各个元件的数量、参考编号、值、描述、尺寸、零件编号和制造商等信息。需要注意的是，这些组件中的一些是静电放电（ESD）敏感的，必须遵守 ESD 预防措施；组件必须清洁，无焊剂和所有污染物；组件必须符合 IPC - A - 610 2 级工艺标准；带有星号（*）标记的参考设计器不能替换，其他组件可以用等效组件替换。

六、重要注意事项

1. 适用范围

该评估板/套件仅用于工程开发、演示或评估目的，不被德州仪器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. 保修政策

如果该评估板/套件不符合用户指南中规定的规格，可在交付日期起 30 天内退回以获得全额退款。此保修是卖方对买方的唯一保修，替代所有其他明示、暗示或法定保修。

3. 用户责任

用户承担正确和安全处理产品的所有责任和义务，并对因处理或使用产品而产生的所有索赔向德州仪器进行赔偿。由于产品采用开放式结构，用户有责任采取一切适当的静电放电预防措施。

4. 操作范围

该评估模块应在输入电压范围 0.9 V 至 5.5 V 和输出电压范围 1.8 V 至 5 V 内运行。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；施加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. 温度注意事项

在正常运行期间，一些电路组件的外壳温度可能会超过 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温度高于 60°C 时仍能正常运行。这些组件包括但不限于线性稳压器、开关晶体管、传输晶体管和电流感测电阻器。在操作过程中，当将测量探头靠近这些设备时，要注意这些设备可能会很烫。

总之，TPS61097EVM - 498 评估模块为工程师们提供了一个便捷的平台来评估 TPS61097 同步升压转换器的性能。在使用过程中，大家一定要严格按照操作指南进行操作，注意各项注意事项，以确保模块的正常运行和自身的安全。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。