TPS652510 Buck 转换器评估模块使用指南

一、引言

在电子设计领域，电源管理芯片（PMIC）的性能和使用方法至关重要。TPS652510 PMIC 是一款功能强大的芯片，本文将详细介绍其评估模块（EVM）的相关信息，包括背景、上电步骤、原理图、布局、测试设置以及修订历史等内容，帮助电子工程师更好地了解和使用该评估模块。

文件下载：TPS652510EVM.pdf

二、背景和 EVM 限制

2.1 TPS652510 PMIC 特性

TPS652510 PMIC 旨在提供 3A、2A 和 2A 的连续输出，工作电压范围为 4.5V 至 16V，外部设置的开关频率范围为 300kHz 至 2.2MHz，具有自动 PFM/PWM 操作功能。当 PMIC 未满载时，buck1 可加载至 3.5A，buck2 和 buck3 可加载至 2.5A。

2.2 EVM 功能及可修改性

该评估模块旨在提供对 TPS652510 功能的访问。可以对该模块进行一些修改，以测试不同输入和输出电压、电流和频率操作下的性能。若有相关需求，可联系 TI 现场应用小组获取建议。

三、上电步骤

3.1 转换器使能设置

通过将跳线连接到 JP3、JP11 和 JP20，或者将外部驱动信号连接到 ENx 引脚，来定义要启用或禁用的转换器。

3.2 PGOOD 信号连接

如果需要 PGOOD 信号，连接 JP27 或将 PGOOD 引脚连接到上拉电源。

3.3 负载连接

将负载连接到输出连接器。

3.4 施加直流电压

将直流电压施加到 J3 引脚，丝印上标记了极性。

3.5 检查输出

转换器将根据 JP3、JP11 和 JP20 的设置启动，此时检查输出情况。

四、TPS652510EVM 原理图

4.1 元件选择依据

电阻和电容的值是根据 TPS652510 规格书中的指南选择的，规格书可在 http://focus.ti.com/docs/prod/folders/print/TPS652510.html 获取。

4.2 增益 - 相位测量注意事项

对于增益 - 相位测量，需要将 EVM 上的 R14、R17 和 R37（零欧姆）替换为适合网络分析仪设置要求的低阻值电阻。电阻两端提供了测试点连接，便于测量。

五、EVM 布局

评估模块具有四层布局，分别为顶层、中间第二层（实心铜接地层）、中间第三层和底层。

六、基准测试设置条件

6.1 引脚描述

引脚编号	功能	位置	放置方式	注释
JP11	BUCK1 使能（EN1）	SW	立即启动：将跳线连接到 V3V；顺序启动：不安装跳线；禁用转换器：将跳线连接到 GND	根据测试要求安装
JP20	BUCK2 使能（EN2）	SW	立即启动：将跳线连接到 V3V；顺序启动：不安装跳线；禁用转换器：将跳线连接到 GND	根据测试要求安装
JP3	BUCK3 使能（EN3）	SW	立即启动：将跳线连接到 V3V；顺序启动：不安装跳线；禁用转换器：将跳线连接到 GND	根据测试要求安装
JP25	强制 PWM（F_PWM）	S	强制 PWM 操作：将跳线连接到 V3V；自动 PFM/PWM 操作：将跳线连接到 GND	不要让此引脚悬空，使用跳线设置强制 PWM 模式或自动 PFM/PWM 模式
JP26	测试	S	用于测试目的	必须安装跳线
JP27	PGOOD	S	PGOOD 指示拉至 3V3	根据测试要求安装

6.2 测试点及位置

降压转换器输出为白色，并有标签以便于定位。靠近这些测试点有黑色接地测试点，可用于数字电压表（DVM）测量或使用金属外露示波器探头以减少共模噪声测量。具体测试点信息如下：	测试点	名称	信号	颜色	注释
TP1	GND	GND	黑色
TP2	GND	GND	黑色
TP3	GND	GND	黑色
TP4	Vin	Vin	黑色
TP5	GND	GND	黑色
TP6	GND	GND	黑色
TP7	GND	GND	黑色
TP14	Vout1	输出电压 Buck1	未安装
TP14a		增益 - 相位测量注入点 Buck1	未安装	通常不使用
TP17	Vout1	输出电压 Buck2	未安装
TP17a		增益 - 相位测量注入点 Buck2	未安装	通常不使用
TP37	Vout1	输出电压 Buck3	未安装
TP37a		增益 - 相位测量注入点 Buck3	未安装	通常不使用

七、物料清单

数量	参考编号	值	描述	尺寸
1	C1	22 µF	陶瓷电容 22UF 25V X5R 1210	1812
11	C2, C3, C9, C11, C14a, C17b, C20, C22, C23, C37a, C40	4.7 nF	电容 4700PF 50V 陶瓷 X7R 0603	0603
1	C8a	10 nF		0603
3	C3a, C8, C23a	DNI	电容 10000PF 50V 陶瓷 X7R 0603	0603
3	C12, C19, C39	47 nF	电容 47000PF 25V 陶瓷 X7R 0603	0603
3	C13, C18, C38	10 µF	陶瓷电容 10UF 25V X5R 1206	1206
1	C14	68 µF	陶瓷电容 22UF 25V X5R 1210	1210
1	C17	47 µF	陶瓷电容 22UF 25V X5R 1210	1210
1	C37	22 µF	陶瓷电容 22UF 25V X5R 1210	1210
5	C28, C30, C31, C32, C33	10 µF	陶瓷电容 10UF 10V X7R 0805	0805
1	C29	4.7 µF	陶瓷电容 4.7UF 10V X5R 0603	0603
1	J1,'J2,'J3,'J6	ED55/2DS	端子块 3.5MM 2 引脚 PCB	TB_2X3.5MM
2	J4	ED55/3DS	端子块 3.5MM 2 引脚 PCB	TB_3X3.5MM
6	JP3, JP5, JP11, JP20, JP25, JP34		连接器引脚 50 引脚.100" 单排镀金	JMP0.3
3	JP26, JP27, JP35 1		连接器引脚 50 引脚.100" 单排镀金	JMP0.2
3	L1, L2, L3	4.7 µH	磁芯电感	IND_RLF7030
2	R1, R21	120 K	电阻 120K 欧姆 1/10W 5% 0603 SMD	0603
1	R2	10 K	电阻 10K 欧姆 1/10W 5% 0603 SMD	0603
3	R3, R8, R23	20 K	电阻 20K 欧姆 1/10W 5% 0603 SMD	0603
1	R6	383 K	电阻 383K 欧姆 1/10W 1% 0603 SMD	0603
4	R10, R26, R27, R35	100 K	电阻 100K 欧姆 1/10W 5% 0603 SMD	0603
4	R14, R17, R20, R37	0	电阻 0.0 欧姆 1/10W 5% 0603 SMD	0603
3	R14a, R17a, R37a	40.2 K	电阻 40.2K 欧姆 1/10W 1% 0603 SMD	0603
1	R14b	80.6 K	电阻 80.6K 欧姆 1/10W 1% 0603 SMD	0603
1	R17b	32.4 K	电阻 32.4K 欧姆 1/10W 1% 0603 SMD	0603
1	R37b	12.7 k	电阻 12.7K 欧姆 1/10W 1% 0603 SMD	0603
6	TP1, TP2, TP3, TP5, TP6, TP7		玻璃珠测试点	测试点 0.052
1	TP4	STD	玻璃珠测试点	测试点 0.052
1	TP14	STD	测试点，0.032 孔	TP - 032
1	TP14a	STD	测试点，0.032 孔	TP - 032
1	TP17	STD	测试点，0.032 孔	TP - 032
1	TP17a		测试点，0.032 孔	TP - 032
4	TP30, TP31, TP32, TP33	STD	玻璃珠测试点	测试点 0.052
1	TP37	STD	测试点，0.032 孔	TP - 032
1	TP37a		测试点，0.032 孔	TP - 032
1	U1		TPS652510	QFN - 40

注：灰色背景的项目为参考设计中可选/不需要的项目。

八、修订历史

从 2011 年 9 月的版本到 2021 年 5 月的版本，主要更新了用户指南标题，以及整个文档中表格、图形和交叉引用的编号格式。

九、总结

通过本文的介绍，电子工程师可以全面了解 TPS652510 Buck 转换器评估模块的相关信息，包括其背景、上电步骤、原理图、布局、测试设置等内容。在实际设计和测试过程中，工程师可以根据这些信息进行合理的操作和调整，以充分发挥该评估模块的性能。大家在使用过程中遇到任何问题，不妨思考一下是否是某个步骤设置不当或者元件选择不合适呢？欢迎在评论区分享你的使用经验和问题。