TPS62736超低功耗降压转换器评估模块深度解析

作为电子工程师，在设计低功耗电路时，找到合适的电源管理解决方案至关重要。今天，我们就来深入探讨德州仪器（Texas Instruments）的TPS62736超低功耗降压转换器评估模块（EVM），看看它能为我们带来哪些惊喜。

文件下载：TPS62736EVM-205.pdf

一、TPS62736芯片特性

1. 高度集成的低功耗解决方案

TPS62736是一款高度集成的超低功耗降压转换器，专为满足超低功耗应用（如能量收集）的特殊需求而设计。与线性降压转换器相比，它能为系统提供外部可编程的稳压电源，从而提高电源管理阶段的整体效率。它可以接受高达5.5V的输入电压，为低压电子设备供电，最大连续输出电流可达50mA，输出电压范围为1.3V - 5.3V。

2. 优化的滞回控制器

该芯片集成了适用于低功耗应用的优化滞回控制器。内部电路采用基于时间的采样系统，降低了平均静态电流，使静态电流消耗能随输出负载水平而变化。其稳压输出经过优化，在低输出电流（<10μA）到高电流（50mA）范围内都能保持高效率。

3. 输入电压监控与控制

为了帮助用户严格管理能量预算，TPS62736会切换输入良好（VIN_OK）标志，当输入电源电压降至预设临界水平以下时，向连接的微处理器发出信号，触发负载电流的降低，防止系统进入欠压状态。此外，两个独立的使能信号允许用户启用/禁用稳压输出，或将芯片置于超低静态睡眠状态。

4. 外部电阻设置参数

输出电压调节点和输入良好阈值由外部电阻设置。为了在轻载时实现最高效率，建议使用阻值大于1MΩ的电压设置电阻。但在电路板组装或修改过程中，污染物（如焊剂和一些电路板清洁剂）可能会留下残留物，形成寄生电阻，导致电压调节和阈值水平与预期值有显著差异。因此，电路板必须仔细清洁，并用去离子水冲洗，直到水中的离子污染达到可接受水平。如果无法做到这一点，建议降低电压设置电阻的总和。

二、TPS62736EVM评估模块特性

1. 宽输入电压范围

评估模块的输入电压范围为2.0V至5.5V，能适应多种电源输入。

2. 可调输出电压

输出电压默认设置为1.8V，但可通过外部电阻在1.3V至5.3V之间调节。

3. 可调VIN_OK阈值

VIN_OK阈值默认设置为2.9V，同样可通过外部电阻在输出电压至5.3V之间调节。

4. 方便的接口

模块提供了易于访问的引脚，包括IN、IN-SENSE、OUT、OUT-SENSE、GND和VIN_OK，还有EN1和EN2的跳线，方便用户进行各种测试和配置。

三、性能规格总结

规格	条件	最小值	典型值	最大值	单位
输入直流电压，IN		2.0		5.5	V
输出直流电压，OUT	通过改变外部电阻可在1.3V至5.3V之间调节		1.8		V
VBAT_OK阈值	通过改变外部电阻可在OUT至5.3V之间调节		2.9		V
输出电流		0		50	mA

四、测试总结

1. 推荐设备

• 可调直流电源，电压范围2.0V至5.5V，可调电流限制设置约为100mA。
• 负载：系统负载或电阻负载≥300Ω。
• 两个配置为测量电压的数字万用表。
• 两个配置为测量电流的数字万用表（由于滞回控制转换器固有的输入电流脉冲，输入电流表必须能够进行滤波和/或平均，以测量正确的值。可能需要在IN和GND之间添加一个大电容（>100μF）来辅助滤波。也推荐使用配置为调节电压并测量电流、功率或两者的源表）。
• 示波器，最多可配备四个电压探头。

2. 设备和EVM设置

按照特定的I/O连接和配置进行设置，以测量效率。具体连接可参考文档中的表格和示意图。

3. 测量效率的提示

• 确保EVM设置符合表格和示意图的要求，并将电源预先设置为低于5.5V的电压，电流限制约为100mA。
• 缓慢增加系统负载电流，直到达到50mA。

4. 示波器绘图提示

• 测量类似图3 - 图7所示的直流波形时，按照图中所示设置时基，并将探头连接到适用的引脚（IN、OUT、VBAT_OK）或SW引脚以及最近的GND引脚。
• 测量交流波形（如输出电压纹波）时，按照图中所示设置时基，取下电压探头帽，将探头尖端连接到电容C3的顶部，并将短接地引线连接到电容C3的接地端。
• 测量开关波形时，由于滞回控制方法，时基可能需要随着输出负载电流的调整而调整。

五、PWR205 PCB布局和物料清单

1. PCB布局

文档提供了REV A和REV B两种PCB布局，包括组装层、顶层和底层的示意图。不同的布局可能适用于不同的应用场景和设计需求。

2. 物料清单

详细列出了TPS62736EVM的物料清单，包括电容、电感、电阻、芯片等元件的参数和型号。

六、使用注意事项

1. 适用环境

评估模块仅用于实验室和/或开发环境中的可行性评估。在某些情况下，德州仪器会向非专业用户提供评估模块，但这些模块必须符合FCC认证。用户应遵守文档中的所有适用条款、条件、警告和限制。

2. 安全责任

用户承担评估模块正确和安全处理及使用的全部责任和相应责任。如果评估模块不符合用户指南或其他文档中规定的规格，用户可在交付日期起30天内将其退回德州仪器以获得全额退款。

3. 法规合规

不同国家和地区对评估模块有不同的法规要求，如美国联邦通信委员会（FCC）、加拿大工业部（Industry Canada）和日本的无线电法等。用户在使用评估模块时，必须确保遵守当地的法规要求。

总之，TPS62736超低功耗降压转换器评估模块为电子工程师提供了一个强大的工具，用于评估和开发低功耗电源管理解决方案。通过了解其特性、性能规格和测试方法，我们可以更好地利用这个模块，设计出高效、可靠的电路。大家在实际使用过程中，有没有遇到过类似模块的一些特殊问题呢？欢迎在评论区分享交流。