TPS6128xEVM-586评估模块：特性、应用与使用指南

在电子设备的电源设计中，高效、稳定的电源解决方案至关重要。德州仪器（Texas Instruments）的TPS6128xEVM-586评估模块为工程师们提供了一个便捷的测试和评估平台，用于评估TPS61281和TPS61282设备的性能。本文将详细介绍该评估模块的特性、应用场景、连接器和测试点说明，以及相关的注意事项。

文件下载：TPS61281EVM-586.pdf

一、TPS6128x设备概述

TPS61281和TPS61282设备为采用三芯碱性、镍镉（NiCd）或镍氢（NiMH）电池，或单芯锂离子（Li-Ion）或锂聚合物（Li-polymer）电池供电的产品提供了电源解决方案。其宽输入电压范围（2.3V至4.8V）非常适合移动电话、计算机外设等便携式电源应用。此外，这两款设备还能将输出偏置维持在输入电压水平，在这种模式下，同步整流器具有电流限制功能，允许为外部负载（如音频放大器）提供受限电源。在该模式下，静态电流可降低至18μA，关机模式下输入电流小于5μA，有助于延长电池寿命。

二、TPS6128xEVM评估模块特性

1. 高效率

在2.3MHz的工作频率下，效率可达95%，能够有效减少能量损耗，提高电源转换效率。

2. 宽输入电压范围

输入电压范围为2.3V至4.8V，可适配多种电池供电系统。

3. 低静态电流

在低IQ直通模式下，静态电流仅为2μA，有助于降低功耗，延长电池续航时间。

4. 集成直通模式

集成35mΩ的直通模式，可实现高效的电源传输。

5. 可编程功能

通过I²C接口可对谷值电感器电流限制和输出电压进行编程，提供了灵活的配置选项。

6. 保护功能

具备热关断和过载保护功能，确保设备在异常情况下的安全性和稳定性。

7. 小尺寸设计

总解决方案尺寸小于20mm²，高度低于1mm，适合对空间要求较高的应用。

三、应用场景

1. 智能手机和平板电脑

适用于单芯富镍、硅阳极、锂离子、磷酸铁锂（LiFePO4）智能手机或平板电脑等设备，为其提供稳定的电源供应。

2. 数据卡

可用于2.5G、3G、4G迷你模块数据卡，满足其对电源的需求。

3. 高峰值功率负载应用

对于具有高峰值功率负载的电流限制应用，该评估模块能够提供可靠的电源支持。

四、连接器和测试点说明

1. J1输入连接器

• 引脚1和2（VIN）：与输入电源的正极连接，电源需连接在这些引脚和引脚5、6（GND）之间。连接时应将引线绞合，并尽量保持引线短，输入电压必须在2.3V至4.8V之间。
• 引脚3（输入感测VIN）：用于直接测量靠近设备的输入电容上的输入电压，可连接四线电源和感测电源，连接时需将引线绞合。
• 引脚4（输入感测GND）：用于测量靠近设备输入的地电位，同样可用于连接四线电源和感测电源，引线需绞合。
• 引脚5和6（GND）：与输入电源的负极连接，电源连接方式与引脚1和2相同，输入电压范围为2.3V至4.8V。

2. J2输出连接器

• 引脚1和2（VOUT）：输出电压的正极连接，负载应连接在这些引脚和引脚5、6（GND）之间。
• 引脚3（输出感测VOUT）：用于直接测量输出电容上的输出电压。
• 引脚4（输出感测GND）：用于测量靠近设备输出的地电位。
• 引脚5和6（GND）：输出电压的负极连接，负载连接方式与引脚1和2相同。

3. 其他连接器

• J10（SMA输入连接器）：连接到转换器的输入电压，可用于使用频谱分析仪轻松分析输入电压的噪声频谱。默认情况下，J10未安装在评估模块上。
• J11（SMA输出连接器）：连接到转换器的输出电压，可用于使用频谱分析仪轻松分析输出电压的噪声频谱。默认情况下，J11未安装在评估模块上。

4. 跳线

• J3（启用跳线）：将跳线跨接在引脚EN和ON之间，可将EN引脚连接到VIN，启用设备；跨接在引脚EN和OFF之间，可将EN引脚连接到GND，禁用设备。
• J4（VSEL，输出电压选择）：跨接引脚HIGH和VSEL，将VSEL引脚连接到VIN，选择默认输出最高电压；跨接引脚LOW和VSEL，将VSEL引脚连接到GND，选择默认输出最低电压。
• J5（nBYP，强制旁路选择）：跨接引脚nBYP和ON，将nBYP引脚连接到GND，启用直通模式；跨接引脚nBYP和OFF，将nBYP引脚连接到VIN，启用自动DC/DC升压模式。
• J6（GPIO/PG，通用输入/输出和电源良好）：该引脚可配置为输入（模式选择）或双角色输入/开漏输出（nRST/nFAULT）引脚。默认情况下，该引脚配置为nRST/nFAULT输入/输出，且通过上拉电阻R5连接到VIN。
• J7（MODE，设备模式选择）：跨接引脚MODE和PWM，将MODE引脚连接到VIN，将设备设置为强制PWM模式；跨接引脚MODE和PFM，将MODE引脚连接到GND，启用自动PFM/PWM模式。

五、评估模块的组装图纸和布局

TPS6128xEVM-586评估模块采用四层、1盎司覆铜板设计，所有组件位于电路板顶层的有效区域。将组件分布在电路板两侧可进一步减小尺寸，适用于对空间要求严格的系统。相关的组装图纸和布局图展示了评估模块的设计细节，包括组件放置、顶层铜层、内层1、内层2和底层铜层等。

六、材料清单

材料清单列出了评估模块的所有组件，包括电容、电感、集成电路等，以及它们的参数、型号和制造商。这些组件的选择和配置是根据评估模块的设计要求进行的，确保了评估模块的性能和稳定性。

七、注意事项

1. 使用限制

评估模块仅适用于产品或软件开发人员在研发环境中进行可行性评估、实验或科学分析，不得直接或间接组装到任何成品中，也不得用于消费或家庭用途。

2. 有限保修

德州仪器保证评估模块在交付给用户后的90天内符合其公布的规格。但在某些情况下，如因用户疏忽、误用、不当安装或测试，或用户对评估模块进行了修改等，德州仪器不承担责任。用户需在交付后10个工作日内通知德州仪器任何明显的缺陷，在检测到隐藏缺陷后10个工作日内通知。

3. 监管通知

不同国家和地区对评估模块有不同的监管要求，如美国的FCC规定、加拿大的Industry Canada规定、日本的无线电法规定以及欧盟的电磁兼容性指令等。用户在使用评估模块时需遵守相应的规定。

4. 安全警告

评估模块不得用于功能安全和/或安全关键评估，用户在操作前必须阅读并遵守用户指南和其他相关文档中的警告和限制通知。操作时应在德州仪器推荐的规格和环境条件下进行，避免超出规定的性能评级和规格，以免造成人身伤害、财产损失或设备损坏。

八、总结

TPS6128xEVM-586评估模块为工程师提供了一个全面的平台，用于测试和评估TPS61281和TPS61282设备的性能。其丰富的特性、广泛的应用场景以及详细的连接器和测试点说明，使得工程师能够方便地进行电源设计和优化。在使用评估模块时，务必遵守相关的注意事项，确保安全、有效地进行测试和开发。你在使用类似评估模块时遇到过哪些问题呢？欢迎在评论区分享你的经验和见解。