德州仪器TPS6236xEVM-655评估模块使用指南

在电子设计中，电源管理模块的性能和稳定性至关重要。德州仪器（TI）的TPS6236xEVM - 655评估模块为我们提供了一个便捷的平台，用于评估TPS6236x系列处理器电源的性能。下面就为大家详细介绍这款评估模块的相关内容。

文件下载：TPS62360EVM-655.pdf

一、模块概述

TPS6236xEVM - 655评估模块包含TPS62360EVM - 655（HPA655 - 001）、TPS62361BEVM - 655（HPA655 - 002）、TPS62362EVM - 655（HPA - 003）和TPS62365EVM - 655（HPA655 - 004）四个版本。这些模块展示了带有I2C接口和远程感应功能的德州仪器TPS62360、TPS62361B、TPS62362或TPS62365处理器电源。该文档涵盖了评估模块的设置说明、原理图、物料清单和PCB布局图。四个版本的评估模块唯一的区别在于TPS6236x集成电路（IC）U1。

二、性能规格

在输入电压为3.6V，输出电压为1.4V的条件下（除非另有说明），对该模块的性能进行了测试。其主要性能规格如下：	规格	测试条件	最小值	典型值	最大值	单位
VIN电压范围	-	2.5	3.6	5.5	V
输出电压设定点 - TPS62360/2	以10mV步长可编程	0.77	-	1.4	V
输出电压设定点 - TPS62361B/5	以10mV步长可编程	0.5	-	1.77	V
输出电流范围 - TPS62360、TPS6361B、TPS62362	-	0	-	3	A
输出电流范围 - TPS62365	-	0	-	3.5	A
线性调整率	IOUT = 1.5A，VOUT = 1.4V	± 0.1%	-	-	-
负载调整率	VIN = 3.6V，VOUT = 1.4V	± 0.15%	-	-	-
负载瞬态响应	IOUT = 1A至2A	电压变化40	-	-	mV
恢复时间	-	10	-	-	μs
IOUT = 2A至1A	电压变化45	-	-	mV
恢复时间	-	8	-	-	μs
输入纹波电压	VIN = 3.6V，VOUT = 1.4V，IOUT = 3A	120	-	-	mVPP
输出纹波电压	VIN = 3.6V，VOUT = 1.4V，IOUT = 3A	10	-	-	mVPP
最大效率	VIN = 3.6V，VOUT = 1.7V，IOUT = 750mA	91.4%	-	-	-

大家在实际设计中，可以根据这些性能规格来评估该模块是否满足自己的需求。

三、硬件连接

3.1 连接器和跳线说明

评估模块上有多个连接器和跳线，每个都有其特定的功能：

• J1 - VIN：转换器正输入电源电压的接头。输入电源的引线应绞合并尽可能短，以减少电磁干扰（EMI）传输，并降低负载瞬变时的电感电压降。输入电压应在2.5V至5.5V之间。
• J2 - S + / S：VIN的感应连接器，用于连接输入电源的感应线，并监测VIN电压。
• J3 - GND：转换器输入电源的返回连接，同样要求引线绞合且短。
• J4 - VOUT：连接VOUT。如果负载电流低于1A，可在此处连接负载；若超过1A，则使用端子块J7。
• J5 - SNS + / SNS：IC的远程感应连接器，为了实现正确的调节，必须连接到负载。
• J6 - GND：负载的返回连接。当负载电流超过1A时，应使用端子块J7。
• J7 - VOUT / GND端子块：当负载电流超过1A时，用于连接负载。
• J8 - I2C连接：将USB - TO - GPIO适配器连接到TPS6236xEVM - 655，提供I2C信号和3.3V电源。
• J9 - I2C监测点和备用连接：用于连接或监测I2C信号。
• J10 - 负载阶跃信号输入：SMA连接器，接受来自函数发生器的信号输入，用于评估TPS6236x的瞬态响应。
• JP1 - VDD控制：用于将VDD连接到USB - TO - GPIO适配器提供的3.3V电源（跳线跨接引脚1和2），或接地以重置I2C寄存器（跳线跨接引脚2和3）。
• JP2 - VSEL0：设置VSEL0引脚为逻辑高（跳线跨接引脚1和2）或逻辑低（跳线跨接引脚2和3）。
• JP3 - VSEL1：设置VSEL1引脚为逻辑高（跳线跨接引脚1和2）或逻辑低（跳线跨接引脚2和3）。
• JP4 - EN：设置EN引脚为逻辑高（跳线跨接引脚1和2）或逻辑低（跳线跨接引脚2和3）。当EN为低时，TPS6236x输出将关闭且不进行开关操作。

3.2 硬件设置步骤

1. 按照默认跳线设置安装跳线（JP1跨接引脚1和2，JP2跨接引脚2和3，JP3跨接引脚2和3，JP4跨接引脚1和2）。
2. 使用提供的USB电缆将USB - TO - GPIO适配器连接到PC，再用10针带状电缆将TPS6236xEVM连接器J8连接到USB - TO - GPIO适配器。
3. 将负载（处理器）连接到输出接头J4和J6（电流低于1A）或输出端子块J7（电流大于1A），确保引线短且绞合。
4. 将J5的SNS +和SNS - 信号连接到负载。
5. 连接至少3A额定输入电源，设置电压在2.5V至5.5V之间，连接到J1和J3，然后开启电源。

四、软件设置与操作

4.1 软件下载与安装

软件可从TI网站（http://focus.ti.com/docs/toolsw/folders/print/tps62360evm - 655.html）下载。下载并解压文件后，运行setup.exe，按照屏幕提示完成安装。注意，该安装页面使用Microsoft Internet Explorer浏览器查看效果最佳，且软件运行需要Microsoft .Net Framework 2.0。

4.2 软件功能与操作

• 软件启动后会检查USB - TO - GPIO适配器的固件版本，若版本不正确，会自动在互联网上搜索更新并安装。同时，也会自动搜索EVM软件的更新。
• 软件通过I2C接口与TPS6236x进行通信，读取和写入其寄存器。用户可以手动更改寄存器的位设置，也可以通过下拉框和按钮进行操作。
• 软件主面板显示了各种设置和状态信息。建议用户在加载软件后立即按下“READ”按钮，以确认软件和电缆连接正常。
• 屏幕左上角的两个下拉框提供了自动读取和自动写入功能，可减少手动操作。
• 通过“Help”菜单可访问TPS6236x的数据手册，了解寄存器位的功能。

五、电路使用与修改

5.1 负载阶跃电路

TPS6236xEVM - 655包含一个简单的电路，可在TPS6236x的输出端产生快速负载电流阶跃。将函数发生器连接到SMA连接器J10或TP4，输出方波信号，通过调整输出高电平和低电平来控制负载阶跃电流。电阻R6可用于观察负载阶跃电流，通过测量TP2和TP3之间的电压来实现。

5.2 输出电压缓冲电路

该电路使用单位增益运算放大器对SNS + / - 输出进行缓冲，将其转换为低阻抗信号，以便用高阻抗测量设备（如示波器）进行测量。运算放大器U2由USB - TO - GPIO适配器供电。

5.3 电路修改

• 输出电容：可在C7、C10和C11位置安装额外的输出电容，以减少输出纹波或降低负载瞬变时的电压降，但总输出电容不能超过数据手册规定的最大值。
• 输入电容：C9可用于在TPS6236x输入附近增加输入电容，以减少输入电压纹波；C8与R1配合可形成“PI”型滤波器。
• I2C上拉电阻：R2和R3可用于安装I2C信号的上拉电阻，不使用USB - TO - GPIO适配器时需要，典型值约为2.2kΩ。

六、测试结果

文档中提供了TPS6236xEVM - 655的典型性能波形，包括效率与输入电压、输出电流的关系，负载调整率、线性调整率、启动和关闭特性、输出和输入电压纹波、负载瞬态响应以及热性能等。这些测试结果可以帮助我们直观地了解模块的性能表现。

七、电路板布局

电路板布局对于高频开关模式电源至关重要。TPS6236xEVM - 655的PCB布局中，高开关频率和电流的节点尽量缩短，以减少走线电感。同时，采用了单点接地方案，并通过顶层走线和从IC焊盘引出的过孔进行散热。具体的布局指南可参考数据手册。

八、原理图和物料清单

8.1 原理图

文档提供了TPS6236xEVM - 655的原理图，方便我们了解电路的具体连接和工作原理。

8.2 物料清单

物料清单分为两部分，一部分是构建TPS6236x解决方案所需的组件，另一部分是仅用于评估TPS6236xEVM - 655解决方案的组件。详细的物料清单有助于我们进行采购和组装。

德州仪器的TPS6236xEVM - 655评估模块为我们提供了一个全面的平台，用于评估TPS6236x系列处理器电源的性能。通过合理的硬件连接、软件设置和电路修改，我们可以根据具体需求对模块进行优化，以满足不同的应用场景。大家在使用过程中，一定要严格按照文档中的说明进行操作，确保模块的正常运行。你在使用这款评估模块时遇到过什么问题呢？欢迎在评论区分享。