探索 TPS61130EVM 评估模块：设计与应用全解析

一、引言

在电子设计领域，高效的电源管理模块至关重要。德州仪器（Texas Instruments）的 TPS61130EVM 评估模块（EVM），为工程师们提供了一个评估 TPS61130 系列设备性能的绝佳平台。这个模块是一款高效的 SEPIC 转换器，集成了 LDO，专为单节锂离子电池输入而设计，能输出双路电压，在众多电子设备的电源设计中具有广泛的应用前景。

文件下载：TPS61130EVM-206.pdf

二、重要注意事项

产品变更与保修

TI 保留对产品进行修改、改进等操作的权利，并且可能随时停止产品供应而不另行通知。客户在下单前应获取最新信息，并确认其准确性和完整性。TI 对硬件产品提供符合销售时规格的标准保修，但并非对每个产品的所有参数都进行测试。

EVM 使用限制

该评估套件仅用于工程开发或评估目的，不适合商业使用。它可能在设计、营销和制造相关的保护措施方面存在不足，例如产品安全措施。此外，作为原型产品，它可能不符合欧盟电磁兼容性指令的技术要求。

退货政策

如果评估套件不符合用户指南中的规格，可在交付日期起 30 天内退货并获得全额退款。这是卖方提供的唯一保修，替代所有其他明示、暗示或法定保修。

用户责任

用户需对产品的正确和安全处理负责，并对 TI 因产品处理或使用而产生的所有索赔进行赔偿。同时，用户要注意产品可能不符合监管要求或未获得相关认证，并且由于产品的开放式结构，需采取适当的静电放电预防措施。

三、EVM 警告与限制

电压范围限制

EVM 的输入电压应在 3.0 V 至 5.5 V 之间，SEPIC 输出电压范围为 2.5 V 至 5.5 V，LDO 输出电压范围为 0.9 V 至 5.5 V。超出指定输入范围可能导致意外操作或对 EVM 造成不可逆损坏；连接超出指定输出范围的负载可能导致意外操作或永久性损坏。若对输入或负载规格有疑问，应联系 TI 现场代表。

高温部件注意

在正常运行期间，一些电路组件的外壳温度可能超过 85°C。只要保持输入和输出范围，EVM 设计为允许某些组件在高于 60°C 的温度下正常运行。这些组件包括线性稳压器、开关晶体管、传输晶体管和电流感测电阻器等。在操作过程中靠近这些设备放置测量探头时，要注意它们可能会很烫。

四、评估模块概述

功能特点

TPS61130EVM 专为锂离子电池输入（3.0 V 至 4.2 V）而优化设计。默认情况下，SEPIC 输出电压为 3.3 V，能够提供 300 mA 的电流；LDO 输出电压为 1.5 V，可提供 200 mA 的电流。通过调整适当的反馈电阻分压器，还可以轻松修改输出电压，SEPIC 转换器的输出电压可设置在 2.5 V 至 5.5 V 之间，LDO 的输出电压可设置在 0.9 V 至 5.5 V 之间。

相关文档

除了本用户指南外，还可参考 TPS61130 数据手册（SLVS431），其中包含了 TPS6113x 设备系列的各种固定输出电压选项以及调整输出电压的详细信息。

五、设置与操作

输入/输出连接器说明

• J1 - VBAT：连接到输入电源的正极，为减少 EMI 传输，输入电源的引线应绞合且尽量短。
• J2 - GND：输入电源的返回连接。
• J3 - VOUT：SEPIC 电源输出的正极，连接到负载的正输入。
• J4 - GND：SEPIC 电源输出的负极，连接到负载的负输入。
• J5 - LDOOUT：LDO 电源输出的正极，连接到负载的正输入。
• J6 - GND：LDO 电源输出的负极，连接到负载的负输入。
• J7 - PGOOD, LBO：引脚 1 是 TPS61130 的 PGOOD 输出，引脚 2 是 LBO 输出，两个信号通过 PCB 上的 1-MΩ 电阻上拉到 Vout。
• JP1 - SKIPEN：通过将短路跳线连接到 ON 或 OFF 位置来启用或禁用 SKIPEN。SKIPEN 设置为 ON 时，设备在轻负载下进入更高效的脉冲跳过模式。
• JP2 - EN：启用和禁用 EVM 的 SEPIC 部分。
• JP3 - LDOEN：启用和禁用 EVM 的 LDO 部分。
• JP4 - LDOIN：连接到 TPS61130 集成 LDO 的输入。短接 VBAT 引脚和中心引脚可将 EVM 的 VBAT 输入连接到 TPS61130 的 LDOIN；短接 VOUT 引脚和中心引脚可将 EVM 的 VOUT 引脚连接到 TPS61130 的 LDOIN。也可移除该跳线，通过直接将电压源连接到 JP4 的中心引脚，向 LDO 输入施加高达 5.5 V 的电压。

设置步骤

1. 在 J1 和 J2 之间连接输入电源，电压范围应保持在 3.0 V 至 5.5 V 之间。
2. 在 J3 和 J4 之间连接 SEPIC 转换器的负载。
3. 在 J5 和 J6 之间连接 LDO 的负载。
4. 将 SKIPEN 跳线配置为所需设置。
5. 配置 JP4 以从所需源为 LDO 供电。

操作流程

EVM 针对锂离子电池输入电压范围（3.0 V 至 4.2 V）进行了优化。连接输入和输出连接，并将 SKIPEN 跳线（JP1）设置为所需设置后，打开输入电源，然后使用 JP2 和 JP3 按需启用输出。当输入电源电压降至 2.9 V 以下时，LBI 引脚上的电阻分压器会触发 LBO 输出。

六、电路板布局

布局重要性

对于所有开关模式电源来说，电路板布局至关重要。TPS61130EVM–206 的电路板布局经过精心设计，高频开关和高电流节点较短，并与对噪声敏感的反馈电路隔离。同时，对高频电流环路的布线也给予了特别关注。具体的布局指南可参考数据手册。

布局图示

文档中提供了 TPS61130EVM–206 PWB 的顶层、底层和顶部组件布局图，方便工程师进行参考和分析。

七、原理图与物料清单

原理图

TPS61130EVM–206 的原理图展示了电路的详细连接和设计，为工程师理解电路原理和进行后续的设计修改提供了重要依据。

物料清单

COUNT	Ref Des	DESCRIPTION	SIZE	MFR	PART NUMBER
3	C1, C5, C6	Capacitor, ceramic, 2.2- µ F, 6.3-V, X5R, 10%	805	Murata	GRM21BR60J225KC01B
1	C3	Capacitor, ceramic, 10- µ F, 6.3-V, X5R, 10%	805	Murata	GRM21BR60J106KE01
1	C4	Capacitor, tantalum, 120- µ F, 10-V, 140-m Ω , 20%	7343 (D)	Vishay	595D127X0010D2T
1	C7	Capacitor, ceramic, 22- µ F, 10-V, X5R, 10%	1210	Murata	GRM32ER61A226KA65
7	J1– J7	Header, 2-pin, 100-mil spacing, (36-pin strip)	0.100 In x 2 In	Sullins	PTC36SAAN
4	JP1–JP4	Header, 3-pin, 100-mil spacing, (36-pin strip)	0.100 In x 3 In	Sullins	PTC36SAAN
1	L1	Inductor, SMT, 22- µ H, 811-mA, 429-m Ω	0.300 In x 0.300 In	Coiltronics	DRQ74–220
1	R1	Resistor, chip, 845-k Ω , 1/16-W, 1%	603	Std	Std
3	R2, R4, R6	Resistor, chip, 178-k Ω , 1/16-W, 1%	603	Std	Std
3	R3, R7, R9	Resistor, chip, 1-M Ω , 1/16-W, 1%	603	Std	Std
1	R5	Resistor, chip, 357-k Ω , 1/16-W, 1%	603	Std	Std
1	U1	IC, single cell or dual cell Li-Ion boost/sepic converter	TSSOP-16	TI	TPS61130PW
1	––	PCB, 2.6 In x 1.6 In x 0.062 In		Any	SLVP206
4	––	Shunt, 100-mil, black	0.100 In	3M	929950–00

这份物料清单详细列出了评估模块中使用的各种组件的数量、参考编号、描述、尺寸、制造商和零件编号，为工程师进行物料采购和电路组装提供了清晰的指导。

八、总结

TPS61130EVM 评估模块为电子工程师提供了一个全面评估 TPS61130 系列设备性能的平台。通过了解其特点、设置方法、电路板布局以及原理图和物料清单，工程师可以更好地利用这个模块进行电源管理电路的设计和优化。在实际应用中，工程师还需根据具体需求，结合相关文档和指南，合理调整参数，确保电路的稳定性和可靠性。你在使用 TPS61130EVM 评估模块的过程中遇到过哪些问题呢？欢迎在评论区分享你的经验和见解。