德州仪器 TPS6112x 评估模块：高效升压转换器的设计与评估

在电子设计领域，高效升压转换器的应用极为广泛。德州仪器（TI）推出的 TPS61120 至 TPS61122 评估模块（EVM）为工程师们提供了一个便捷的平台，用于评估不同工作模式和设备性能。下面将详细介绍这些评估模块的相关内容。

文件下载：TPS61120EVM-205.pdf

一、评估模块概述

TPS6112x EVM 系列包括 TPS61120EVM - 205、TPS61121EVM - 205 和 TPS61122EVM - 205 三款评估模块。它们的主要特点如下：	EVM 编号	描述
TPS61120EVM - 205	可调升压输出电压，设置为 3.3 V；可调 LDO 输出电压，设置为 1.5 V
TPS61121EVM - 205	升压输出电压固定为 3.3 V；LDO 输出电压固定为 1.5 V
TPS61122EVM - 205	升压输出电压固定为 3.6 V；LDO 输出电压固定为 3.3 V

如果需要评估其他输出电压配置，可以使用 TPS61120 的可调输出电压版本，通过调整适当的反馈电阻分压器，可在升压转换器输出端提供 2.5 V 至 5.5 V 的输出电压，在 LDO 端提供 0.9 V 至 5.5 V 的输出电压。同时，也可以使用 EVM 轻松评估该系列设备的其他固定输出电压版本。TPS6112x 的输入电压范围为 1.8 V 至 5.5 V，为保证正常运行，最大输入电压不应超过输出电压，最大输出电流至少为 100 mA（取决于输入电压）。

二、评估模块的设置

在开启 EVM 的电源之前，需要完成所有连接：

1. 电源连接：将电源（1.8 V 至 VOUT，具体取决于 EVM 的输出电压）连接到 INPUT 接头。
2. 电压测量：将电压表连接到 OUTPUT 接头。
3. 跳线设置：确保所有跳线（EN、SKIPEN、LDOEN）设置为所需值，默认设置是将 EN、SKIPEN 和 LDOEN 连接到 VBAT。
4. 开启电源：开启电源并验证输出电压。

三、评估过程与功能

3.1 使能（EN）跳线

该跳线用于使能设备。将使能引脚（EN）连接到 VBAT 可使设备启用；当 EN 设置为 GND 时，设备禁用。更多详细信息可参考数据手册。

3.2 LDO 使能（LDOEN）跳线

此跳线用于使能设备的集成 LDO。将 LDO 使能引脚（LDOEN）连接到 (V_{LDOIN }) 可启用该部分；将跳线设置为 GND 可禁用集成 LDO。

3.3 省电模式使能（SKIPEN）跳线

当该跳线设置为 (V_{BAT}) 时，设备在轻负载时可进入省电模式。当输出电压达到上限阈值时，设备自动停止开关；当输出电压达到下限阈值时，再次开始开关。将跳线设置为 GND 可禁用省电功能，此时设备无论负载电流值如何，都将保持固定频率模式运行。但在轻负载运行时，会有反向电流流回输入，增加功率损耗，不过输出电压纹波较低。

3.4 LBI/LBO 比较器

LBO 端子是一个开漏输出，有一个上拉电阻 R7 连接到输出。当 LBI 处的输入电压低于 500 mV 阈值时，该引脚信号会变低；当 LBI 处的输入电压高于适当阈值时，LBO 输出保持高阻抗。EVM 上使用电阻分压器（R1、R2）来监测电源电压。关于设置低电池阈值电压的更多详细信息可在数据手册（文献编号 SLVS427）中找到。

3.5 电源良好输出

PG 引脚是一个开漏输出，有一个上拉电阻 R9 连接到输出。当输出电压大于标称电压的约 92% 时，该引脚信号变高；当输出电压低于该典型阈值时，信号变低。为防止电源良好输出出现振铃，实现了 30 μs 的延迟时间。

四、物料清单、PCB 布局和原理图

4.1 物料清单

TPS6112x EVM 的物料清单包含多种元件，如电容、电阻、电感、接头等，详细信息可参考相关表格。关于直流 - 直流转换器的设计和元件选择的更多细节可在数据手册中找到。

4.2 PCB 布局

对于所有开关模式电源，PCB 布局是电源设计过程中的关键步骤。可调输出电压和固定输出电压 EVM 的布局图展示了相关设计。完整的直流 - 直流转换器解决方案所需的电路板面积在双面 PCB 上小于 (320 ~mm^{2})（16 mm × 20 mm）。更多布局指南可参考数据手册。

4.3 原理图

原理图展示了 TPS6112x EVM 的电路结构，为工程师深入了解其工作原理提供了重要依据。

五、重要注意事项

5.1 输入输出电压范围

EVM 应在输入电压范围 0 V 至 5.5 V、直流 - 直流输出电压范围 2.5 V 至 5.5 V 以及 LDO 输出电压范围 0.9 V 至 5.5 V 内运行。超出指定输入范围可能导致意外操作和/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和/或对 EVM 造成永久性损坏。

5.2 温度问题

在正常运行期间，一些电路元件的外壳温度可能会超过 100°C。只要保持输入和输出范围，EVM 设计为在某些元件高于 100°C 的情况下仍能正常运行。这些元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。在操作过程中，将测量探头靠近这些设备时，要注意它们可能会很烫。

5.3 安全与责任

该评估套件仅用于工程开发或评估目的，不适合商业用途。用户需对货物的正确和安全处理承担全部责任，并对 TI 因货物处理或使用而产生的所有索赔进行赔偿。产品可能不符合法规要求或未获得相关机构认证（如 FCC、UL、CE 等），由于产品结构开放，用户有责任采取适当的静电放电预防措施。

TI 保留对其产品和服务进行更改的权利，用户在下单前应获取最新相关信息。在使用这些评估模块时，你是否遇到过一些特殊的问题呢？欢迎在评论区分享你的经验和见解。