深入解析 TPS63060EVM-619 评估模块

引言

在电子设计领域，高效的电源管理至关重要。德州仪器（Texas Instruments）的 TPS63060EVM - 619 评估模块（EVM）为工程师提供了一个便捷的平台，用于评估和测试 TPS63060 这款高效的单电感、内部补偿型降压 - 升压转换器。今天，我们就来详细探讨一下这个评估模块的特点、操作和使用方法。

文件下载：TPS63060EVM-619.pdf

一、TPS63060 芯片概述

TPS63060 是一款采用 10 引脚、3mm × 3mm SON 封装的高效降压 - 升压转换器。它有固定输出电压和可调输出电压两种版本可供选择，能满足不同的应用需求。

1.1 背景

TPS63060EVM - 619 使用的是 TPS63060 的可调输出电压版本的集成电路（IC），默认设置为 5V 输出。对于固定输出版本，通过一些小的修改也可以在这个 EVM 上进行评估。该 EVM 的输入电压范围为 2.5V 至 12V。

1.2 性能规格

规格	测试条件	最小值	典型值	最大值	单位
输入电压	-	2.5	-	12	V
输出电压	IOUT = 0 mA 至 1000 mA	2.5	5	8	V
输出电流	VIN = 10 V 至 12 V	0	-	1000	mA
	VIN = 5 V 至 10 V，VOUT = 5 V	0	-	2000	mA
	VIN = 2.5 V 至 10 V，VOUT = 2.5 V	0	-	2000	mA
工作频率	-	-	2400	-	kHz
效率	5 V 输入，1000 - mA 负载	-	93%	-	-
输出纹波	5 V 输入，500 - mA 负载	-	25	-	mV

1.3 修改说明

该 EVM 的印刷电路板（PCB）设计为兼容该 IC 的固定和可调版本。如果安装固定版本，需要将 R1 替换为 0 - Ω 电阻，R2 开路。此外，还预留了额外的位置用于安装额外的输入和输出电容。

1.3.1 可调输出 IC U1 操作

U1 配置用于评估可调输出版本，默认设置为 5V。可以使用电阻 R1 和 R2 将输出电压设置在 2.5V 至 8V 之间，具体推荐值可参考数据手册。

1.3.2 固定输出操作

若要评估固定版本，可将 U1 替换为固定版本的 IC，同时将 R1 替换为 0 - Ω 电阻，R2 位置保持开路。

二、设置与测试结果

2.1 输入/输出连接器和引脚说明

• J1 - VIN：U1 输入电源的正输入连接。
• J2 - Sense：Vin Sense 和 GND Sense，用于在输入电容处采样输入电压的低电流感测线。
• J3 - GND：U1 输入电源的 Vin GND 返回连接，与 J6 共用。
• J4 - VOUT：输出电压连接。
• J5 - Sense：Vout Sense 和 GND Sense，用于在输出电容处采样输出电压的低电流感测线。
• J6 - GND：输出电压的 Vout GND 返回连接，与 J3 共用。
• J7 - PG GND：Power Good（PG）测试点和 GND 连接。
• JP1 - ENABLE：中心引脚与 ON 之间短接跳线可开启设备，与 OFF 短接则关闭设备。
• JP2 - PWR Save：中心引脚与 OFF 之间安装短接跳线可禁用节能模式；与 ON 之间安装短接跳线可在轻载电流时自动进入节能模式，中心引脚还可用于与外部时钟同步。

2.2 设备设置

要操作 EVM，需将输入电源的正极连接到 J1，负极连接到 J3；将负载的正极连接到 J4，负极连接到 J6；使用短接跳线将 JP1 的 EN 与 ON（引脚 1 和 2）短接。

2.3 上电过程

软启动电路通过斜坡控制电流限制比较器，使开关电流限制从低开始逐渐增加到最大值。在此过程中会监测输出电压，只有输出电压增加时，开关电流才会增加。在多种 VIN 条件下，使用 13 - Ω 负载进行测试得到了相关数据。

2.4 输出纹波

输出纹波在 2.4 MHz 的开关频率下产生，使用推荐的电感 L 和输出电容 C 时，纹波幅度较低。纹波幅度会根据负载电流和输入电压而变化。为了准确测量，示波器探头应尽可能靠近输出电容连接，并使用短接地引线。因为走线和探头引线的阻抗会增加输出纹波，接地环路长度会增加开关尖峰的幅度。在多种输入电压下，使用 250 - mA 负载进行测试得到了相关数据。

2.5 功率耗散

由于该转换器效率高，需要耗散的功率较低。此外，带有散热焊盘的 QFN 封装散热效率很高，但仍需注意避免设备过热。

2.6 负载瞬态响应

负载瞬态响应调节良好，增加输出电容可以减少电压过冲和下冲。

三、电路板布局

该部分提供了 TPS63060EVM - 619 的电路板布局和图示，包括组装层、顶层布线和底层布线等，有助于工程师了解电路板的结构和布线情况。

四、原理图和物料清单

4.1 原理图

原理图展示了 TPS63060EVM - 619 的电路连接关系，为工程师进行电路分析和设计提供了重要依据。

4.2 物料清单

数量	参考编号	值	描述	尺寸	零件编号	制造商
1	C1	1uF	陶瓷电容，16V，X5R，10%	402	GRM155R61C105KA12D	Murata
1	C4	1uF	陶瓷电容，10V，X5R，10%	402	Std	Std
1	C8	0.1uF	陶瓷电容，25V，X7R，10%	603	Std	Std
0	C10	10pF	陶瓷电容，25V，X5R，20%	603	Std	Std
1	C11	10pF	陶瓷电容，6.3V，X5R，20%	603	Std	Std
5	C12, C13, C5, C6, C7	22uF	陶瓷电容，10V，X5R，20%	805	Std	Std
2	C2, C3	10uF	陶瓷电容，25V，X5R，20%	603	GRM188R61E106MA73	Murata
1	C9	100uF	钽电容，SMT，100uF，25V，10%	X	T491X107K025AT	Kemet
1	L1	1uH	功率电感，4.5 A，±20%	0.157 x 0.157 inch	XFL4020 - 102ML	Coilcraft
5	R1, R3, R4, R5	1.00M	贴片电阻，1/16W，1%	603	Std	Std
5	R2	110k	贴片电阻，1/16W，1%	603	Std	Std
1	U1	TPS63060DSC	高输入电压单电感降压 - 升压转换器 IC	SON - 1	TPS63060DSC	TI

4.3 相关文档

可参考德州仪器的 TPS63060 高输入电压降压 - 升压转换器（2A 开关电流）数据手册（SLVSA92）获取更多信息。

4.4 技术支持

如果在使用过程中需要帮助，可以联系当地的 TI 销售代表。

通过对 TPS63060EVM - 619 评估模块的详细了解，工程师可以更好地利用该模块进行电源管理电路的设计和测试。大家在实际应用中是否遇到过类似评估模块的使用问题呢？欢迎在评论区分享交流。