探索 TPS65100EVM - 030 评估模块：功能、测试与设计要点

一、引言

在电子设计领域，评估模块对于工程师了解和验证芯片性能至关重要。TPS65100EVM - 030 评估模块是德州仪器（TI）推出的一款用于评估 TPS65100 多通道输出 IC 的工具。它能为工程师提供直观的方式来测试和优化电路设计。接下来，我们将深入探讨这个评估模块的各个方面。

文件下载：TPS65100EVM-030.pdf

二、TPS65100EVM - 030 概述

（一）功能用途

TPS65100EVM - 030 采用 TPS65100 多通道输出 IC，主要为 LCD 提供三个电源轨，同时配备线性调节器控制器以提供 3.3V 电压，还有 VCOM 缓冲器。其主要目标是方便用户对 TPS65100 进行评估。

（二）性能规格

在不同输入输出条件下，该评估模块有不同的性能表现。

• 输入电压 3.3V，VOUT1 为 10V 时：VIN 范围是 2.7 - 4.0V，典型值 3.3V；VOUT1 范围 9.85 - 10.15V，典型值 10V；VOUT2 范围 - 5.10 - - 4.90V，典型值 - 5V；VOUT3 范围 22.5 - 23.5V，典型值 23V；VOUT4 需 VIN ≥ 3.7V 正常工作，此处未列出典型值；VCOM 范围 4.92 - 5.07V，典型值 5V。
• 输入电压 5V，VOUT1 为 13.5V 时：VIN 范围 4.0 - 5.8V，典型值 5V；VOUT1 范围 13.30 - 13.70V，典型值 13.5V；VOUT2 范围 - 7.11 - - 6.86V，典型值 - 7V；VOUT3 范围 22.5 - 23.5V，典型值 23V；VOUT4 范围 3.2 - 3.4V，典型值 3.3V；VCOM 范围 6.65 - 6.85V，典型值 6.75V。

（三）可修改性

该评估模块为方便用户定制，采用 603 或更大封装的器件，实际应用可能占用更少的电路板空间。不过，更改组件可能会影响性能，例如使用直流电阻较大的电感会降低主升压转换器的效率；使用 Beta 较低或封装较小的 BJT 会限制线性调节器的总输出电流。主升压转换器需要外部补偿组件（R7、C11）来保证稳定性，且该评估模块针对 3.3V 输入电压进行了优化，若使用不同的输入或输出电压，需重新补偿以确保在整个负载和温度范围内稳定运行。

三、EVM 操作

（一）输入输出连接

• J1 - VIN：连接输入电源的正极，输入电源的引线应绞合且尽量短。
• J2 - GND：输入电源的返回连接。
• J3 - VOUT1：设备主升压转换器的正输出。
• J4 - GND：主升压转换器负载的返回连接。
• J5 - VCOM：VCOM 缓冲器的正输出。
• J6 - GND：VCOM 缓冲器负载的返回连接。
• J7 - VCOMIN：VCOM 缓冲器的输入连接。
• J8 - VOUT4：3.3V 线性调节器的输出。
• J9 - GND：线性调节器负载的返回连接。
• J10 - VOUT2：反相电荷泵的负输出。
• J11 - GND：反相电荷泵负载的返回连接。
• J12 - VOUT3：正电荷泵的正输出。
• J13 - GND：正电荷泵负载的返回连接。
• JP1 - Mode：电荷泵模式引脚连接器，通过安装或移除跳线及是否填充 C16 可选择电压倍增器或电压三倍器模式。
• JP2 - Enable (EN)：主升压转换器（VOUT1）的使能引脚，通过跳线连接不同引脚可启用或禁用设备。
• JP3 - Enable Regulator (ENR)：线性调节器（VOUT4）的使能引脚，同样通过跳线操作来控制设备的启用或禁用。

（二）测试设置

该评估模块的绝对最大输入电压为 6V，TPS65100 设计的最大输入电压为 5.8V。测试时，连接输出电压为 3.3V、电流限制至少为 3A 的电源，短接 JP2 和 JP3 的 1 - 2 引脚以启用主升压转换器和线性调节器，并连接不超过各输出最大负载的负载。

（三）测试结果

• 效率：使用 CDRH5D28 - 4R2 电感时，TPS65100 VOUT1 有相应的效率结果，选择不同电感效率可能会有 ± 5% 的变化。
• 负载瞬态：分别给出了输入电压为 3.3V、VOUT 为 10V 和输入电压为 5V、VOUT 为 13.5V 时主升压转换器的负载瞬态情况。

四、电路板布局

电路板布局对于开关模式电源至关重要。TPS65100EVM - 030 的布局中，高频噪声的开关节点与对噪声敏感的反馈电路隔离，并且对高频电流回路的布线进行了精心设计。具体的布局图包括顶层组装层、顶层布线和底层布线，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

根据不同的输入输出条件，给出了相应的物料清单。当输入电压为 3.3V、VOUT1 为 10V 和输入电压为 5V、VOUT1 为 13.5V 时，部分组件参数有所不同，例如电容 C5 的容值、电阻 R2 和 R3 的阻值等。

（二）原理图

提供了输入电压为 3.3V、VOUT1 为 10V 时的 TPS65100EVM - 030 原理图，工程师可以根据该原理图进一步分析电路工作原理。

六、注意事项

（一）使用范围

该评估套件仅用于工程开发或评估目的，不适合商业使用。产品可能在设计、营销和制造相关的保护考虑方面不完整，可能不符合欧盟电磁兼容性指令的技术要求。

（二）操作安全

• 操作时，输入电压应在 2.7V - 5.8V 范围内，超出指定输入范围可能导致意外操作或对 EVM 造成不可逆损坏。
• 连接负载时，应确保在指定输出范围内，否则可能导致意外操作或永久性损坏。
• 正常运行时，部分电路组件的外壳温度可能超过 125°C，操作时需注意避免烫伤。

（三）责任声明

用户需对产品的正确和安全处理负责，并对 TI 因产品处理或使用产生的所有索赔进行赔偿。产品可能未通过相关法规认证，用户需采取适当的静电放电预防措施。

总之，TPS65100EVM - 030 评估模块为工程师提供了一个全面了解 TPS65100 芯片性能的平台。在使用过程中，工程师需要根据实际需求合理设置测试条件，注意操作安全，同时可以根据物料清单和原理图进行电路的优化和改进。大家在使用这个评估模块的过程中，有没有遇到什么特别的问题呢？欢迎在评论区分享交流。