TPS65131EVM评估模块使用指南：设计与应用解析

在电子设计领域，电源管理模块的性能和稳定性至关重要。TPS65131EVM评估模块作为一款重要的电源解决方案，为工程师们提供了便捷的评估和设计参考。本文将深入解析该评估模块的各项特性、操作方法以及使用注意事项。

文件下载：TPS65131EVM-063.pdf

一、模块概述

TPS65131EVM评估模块采用了德州仪器（TI）的TPS65131多通道输出IC，能够同时提供正、负电源轨。其主要目的是方便工程师对TPS65131进行评估，为实际应用中的电源设计提供依据。

二、性能规格与修改

（一）性能规格

所有规格均在环境温度为25°C的条件下给出。该评估模块的输入电压范围为2.5V至5.5V，但电源设计针对3.3V ± 10%的输入电压进行了优化。以下是典型性能规格总结：		CONDITION	VOLTAGE RANGE (V)			CURRENT RANGE (mA)
	MIN	TYP	MAX	MIN	TYP	MAX
VIN		3	3.3	3.6			5000
VPOS	VI = 3.3 V	11.6	12	12.4			410
VNEG	VI = 3.3 V	-13.1	-12	-11.2			165

（二）模块修改

为了展示该电源解决方案的小尺寸特性，评估模块尽可能采用了0402封装的组件和小型电感器。改变组件可能会改善或降低评估模块的性能。例如，使用直流电阻较小的电感器可能会提高解决方案的效率。当使用0Ω电阻时，电阻R9会使晶体管Q1短路，从而去除IC的负载断开功能。电阻R10和R11仅用于测试目的，可替换为51.1至100欧姆的电阻，以辅助使用环路增益分析仪进行环路增益测量，在最终应用中则不需要这两个电阻。

三、输入/输出连接器说明

（一）连接器功能

• J1 - VIN：输入电源的正连接，连接输入电源的引线应绞合并尽可能短。
• J2 - GND：输入电源的返回连接。
• J3 - VPOS：设备的正输出。
• J4 - GND：设备正转换器负载的返回连接。
• J5 - VNEG：设备的负输出。
• J6 - GND：设备负转换器负载的返回连接。
• JP1 - ENP：正转换器（VPOS）的使能引脚。跨接JP1的2 - 3引脚可将使能引脚短路到GND，从而禁用设备；跨接1 - 2引脚可将使能引脚连接到Vin，从而启用设备。
• JP2 - PSP：正转换器节能模式的控制引脚。跨接JP2的2 - 3引脚可将引脚短路到GND，从而禁用节能模式；跨接1 - 2引脚可将引脚连接到VI，从而启用节能模式。
• JP3 - ENN：负转换器（VNEG）的使能引脚。跨接JP3的2 - 3引脚可将使能引脚短路到GND，从而禁用设备；跨接1 - 2引脚可将使能引脚连接到Vin，从而启用设备。
• JP4 - PSN：负转换器节能模式的控制引脚。跨接JP4的2 - 3引脚可将引脚短路到GND，从而禁用节能模式；跨接1 - 2引脚可将引脚连接到VI，从而启用节能模式。

（二）测试结果

评估模块的效率测试结果如下：

• 当VPOS = 12V，VI = 3.3V且VNEG关闭时的效率。
• 当VNEG = -12V，VI = 3.3V且VPOS关闭时的效率。

四、电路板布局

对于所有开关模式电源来说，电路板布局至关重要。HPA063 PWB的电路板布局图（图3、图4和图5）展示了其设计特点，高频噪声的开关节点与对噪声敏感的反馈电路进行了隔离，并对高频电流环路的布线给予了特别关注。为确保IC提供其最大设计输出功率，强烈建议用户在进行电路板布局时遵循评估模块的电路板布局，特别是模拟和电源接地路径的分离以及小尺寸、紧密间隔的反馈组件。

五、物料清单和原理图

（一）物料清单

物料清单详细列出了评估模块所使用的各种组件，包括电容器、二极管、电感器、晶体管、电阻器、IC和PCB等。以下是部分物料清单示例：	QTY	RefDes	Value	DESCRIPTION	SIZE	Part Number	MFR
8	C10 - C17	4.7uF	Capacitor, Ceramic, 25V, X7R, 10%	1206	C3216X7R1E475KT	TDK
2	D1, D2		Diode, Schottky, 1A, 20V	457 - 04	MBRM120	On Semi
2	L1, L2	4.7uH	Inductor, SMT, 1.8A, 400milliohms	0.248 x 0.248	B82462 - G4472M	Epcos

（二）原理图

原理图（图6）展示了TPS65131EVM的电路连接和工作原理，为工程师进行电路分析和设计提供了重要参考。

六、重要注意事项

（一）使用范围

该评估模块仅用于工程开发、演示或评估目的，并非适用于一般消费者使用的成品。其输入电压范围为2.7V至5.5V，输出电压范围为 -15V至15V，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；连接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。

（二）安全问题

在正常运行期间，一些电路组件的外壳温度可能会超过125°C。评估模块设计为在保持输入和输出范围的情况下，某些组件高于125°C仍能正常运行。在操作过程中，靠近这些设备放置测量探头时，要注意这些设备可能会很烫。

（三）知识产权和责任

德州仪器（TI）保留对其产品和服务进行更改和停产的权利。用户在使用评估模块时，需承担正确和安全处理产品的所有责任和义务，并对TI因产品处理或使用而产生的所有索赔进行赔偿。此外，TI不承担应用协助、客户产品设计、软件性能或专利侵权等方面的责任。

在实际设计中，你是否遇到过类似评估模块使用过程中的问题？你又是如何解决的呢？欢迎在评论区分享你的经验和见解。