TPS6420xEVM-023评估模块：设计与使用全解析

在电子工程师的日常工作中，评估模块是验证和开发电源解决方案的重要工具。今天我们就来深入探讨一下德州仪器（TI）的 TPS6420xEVM - 023 评估模块。

文件下载：TPS64202EVM-023.pdf

一、重要声明与注意事项

TI 保留对其产品和服务进行更改和停产的权利，用户在下单前应获取最新信息。该评估套件仅用于工程开发或评估，不适用于商业用途。若套件不符合手册规格，可在交付后 30 天内退款。用户需负责产品的正确安全处理，并对 TI 进行免责赔偿。

在操作该 EVM 时，要注意将输入电压控制在 3.3 V 至 6 V 范围内，超出此范围可能导致意外操作或不可逆损坏。连接负载时，也需确保在指定输出范围内，否则可能造成永久性损坏。此外，正常运行时部分电路组件温度可能超过 125°C，操作时需小心。

二、背景与性能规格

（一）背景

TPS6420xEVM 使用 TPS64202 降压控制器、外部 P 沟道 FET 和肖特基二极管。尽管 TPS64202 输入电压范围为 1.8 V 至 6 V，但此 EVM 配置为在 3.3 V 输出电压下提供 2 A 电流，因此输入电压限制在 3.3 V 至 6 V。选择 TPS64202 的原因在于，在 (V{I} cong V{O}) 的应用中，其开关频率由最小关断时间决定，可实现高开关频率和小电感。

（二）性能规格

规格	测试条件	最小值	典型值	最大值	单位
输入电压范围	TPS64202EVM	3.3		6	V
输出电压	TPS64202EVM		3.3		V
输出电流		0		2	A

三、EVM 操作

（一）输入/输出连接

• J1 - Vin：输入电源的正连接，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。
• JP1 - Enable：设备的使能引脚，通过板载上拉电阻上拉至 Vin。跨接 J1 的 2 - 3 引脚可使能设备，跨接 1 - 2 引脚则禁用设备。
• J3 - Vout：设备的正输出。
• J4 - GND：负载的返回连接。

（二）测试设置

绝对最大输入电压为 7 V，TPS62402 在 (V_{O}=3.3 ~V) 时设计的最大输入电压为 6 V。连接输出电压在 3.3 V 至 6 V 之间的电源，并将电流限制设置为至少预期最大输出电流的 1.3 倍（此 EVM 为 2.6 A）。短接跳线 JP1 上的 2 - 3 引脚（标记为 ON）以启用设备，连接不超过 2.0 A 的负载到 EVM 输出。

（三）测试结果

该 EVM 的效率结果可参考图 2 - 1（TPS64202 效率图）。

四、电路板布局

电路板布局对于开关模式电源至关重要。TPS6420xEVM 的布局将高频噪声的开关节点与对噪声敏感的反馈电路隔离开来，并仔细规划了高频电流回路的布线。具体布局可参考图 3 - 1（顶层组装层）、图 3 - 2（顶层布线）和图 3 - 3（底层布线）。更多详细的布局指南可参考数据手册。

五、物料清单和原理图

（一）物料清单

数量	参考编号	描述	尺寸	制造商	零件编号
1	C1	陶瓷电容，4.7 µF，50 V，C0G，± 10%	603	TKD	C1608X7R1H4R7DT
1	C2	POSCAP 电容，4.7 µF，6.3 V，100 mΩ，20%	6032(C)	Sanyo	6TPA47M
1	C3, C5	多模式电容，603 - D 外壳	7343 (D)
1	C4	陶瓷电容，10 µF，10 V，X7R，± 10%	1206	TDK	C3216X7R1A106KT
0	C7	陶瓷电容，XXX µF，XX V	603
1	D1	肖特基二极管，1 A，20 V	457 - 04	On Semi	MBRM120
4	J1, J2, J3, J4	2 针插头，100 密耳间距，(36 针条)	0.100 x 2”	Sullins	PTC36SAAN
1	JP1	3 针插头，100 密耳间距，(36 针条)	0.100 x 3”	Sullins	PTC36SAAN
1	L1	贴片电感，5 µH，2.9 A，24 mΩ	0.264x0.264	Sumida	CDRH6D38 - 5R0
1	Q1	P 沟道 MOSFET，−20 V，−3.5 A，68 mΩ	SOT23	Siliconix	Si2323
1	R1	贴片电阻，619 kΩ，1/16 W，1%	603	Std	Std
1	R2	贴片电阻，356 kΩ，1/16 W，1%	603	Std	Std
1	R3	贴片电阻，0.033 Ω，1/4 W，1%	1210	Std	Std
1	R4	贴片电阻，100 kΩ，1/16 W，1%	603	Std	Std
1	R5	贴片电阻，XX Ω，1/16 W	603
1	R6, R7	贴片电阻，0 Ω，1/16 W，1%	603	Std	Std
1	R8	贴片电阻，XX Ω，1/16 W，1%	603
1	U1	降压控制器 IC	SOT23 - 6	Texas Instruments	TPS64202DBV
1	—	PCB，2.42 英寸 x 1.395 英寸 x 0.062 英寸		Any	HPA023
1	—	分流器，100 密耳，黑色	0.100	3M	929950 - 00

（二）原理图

TPS6420xEVM 的原理图可参考图 4 - 1。

六、可定制性

该 EVM 为用户提供了一定的定制空间。例如，任何 TPS6420x IC 都可放置在 EVM 上。此外，EVM 具有两个 PMOS 控制 FET 焊盘（SOT23 和 1206 - 8 ChipFET）、两个肖特基二极管焊盘（Powermite 和 SMA）、可移除阻焊层下的大电感区域、额外的输入和输出电容焊盘。同时，通过调整电阻 R6、R7 和 R5，以及添加电阻 R8 和电容 C7 可实现不同的功能。不过，更改组件可能会影响 EVM 的性能，大家在实际操作时需要谨慎考虑。

总之，TPS6420xEVM - 023 评估模块为电子工程师提供了一个灵活的平台，用于评估和开发基于 TPS6420x 的电源解决方案。大家在使用过程中，是否遇到过类似评估模块的特殊问题呢？欢迎在评论区分享交流。