德州仪器TPS65286 PMIC：设计与应用指南

一、引言

在电子设备的电源管理领域，德州仪器（TI）的产品一直以高性能和可靠性著称。今天我们要深入探讨的是TI的TPS65286 PMIC，它是一款具有4.5V至28V输入电压、6A输出电流的双电源分配开关同步降压调节器。本文将围绕该PMIC的背景、原理图、电路板布局、测试条件、上电程序以及物料清单等方面进行详细介绍。

文件下载：TPS65286EVM-623.pdf

二、TPS65286 PMIC背景

TPS65286 PMIC旨在提供6A的连续输出，工作范围为4.5V至28V，内部开关频率为500kHz，并具备自动PFM/PWM操作功能。此外，该设备还拥有两个电源分配开关。

对于评估模块（EVM），其性能规格总结如下表所示：	EVM	TEST CONDITIONS	OUTPUT CURRENT RANGE
	VIN = 4.5V to 28V f SW = 500kHz	Buck, 5V, 6A (25°C ambient)
TPS65286EVM	SW_IN1 = SW_IN2 = 5V	SW_OUT1 = SW_OUT2 = 5V, ISW_OUT1 = ISW_OUT2 = 1.2A

这个评估模块为我们提供了访问TPS65286功能的途径。如果需要测试不同输入和输出电压、电流以及频率下的性能，可以对该模块进行一些修改。在进行这些操作时，建议联系TI现场应用团队获取专业建议。

三、原理图设计

原理图中的电阻和电容值是根据TPS65286规格书中的指南选择的。需要注意的是，为了进行增益 - 相位测量，EVM上的R11（零欧姆）需要根据网络分析仪的设置要求，用合适的低阻值电阻替换。同时，电阻两端提供了测试点连接，方便进行测量。

四、电路板布局

4.1 EVM布局

电路板布局包括顶层、中间（第二层）、中间（第三层）和底层。合理的布局对于电源管理模块的性能至关重要，不同层的设计有助于减少干扰和提高信号传输的稳定性。

五、测试条件设置

5.1 接头描述和跳线放置

No.	Function	LOC	Placement	Comment
JP1	SW_IN2 to SW_IN1	N	SW_IN1 pull to SW_IN2	Fit according to test requirement
JP2	Swtich1 enable (EN_SW1)	W	For automatic start-up fit jumper to SW_IN1. To disable SWITCH fit jumper to GND.	Fit according to test requirement
JP3	Swtich2 enable (EN_SW2)	W	For automatic start-up fit jumper to SW_IN2. To disable SWITCH fit jumper to GND.	Fit according to test requirement
JP8	BUCK enable (EN)	W	For immediate start-up fit jumper to V3V. For sequencing do not fit jumper. To disable converter fit jumper to GND.	Fit according to test requirement
JP5	Forced PWM (F_PWM)	W	For forced PWM operation fit jumper to V7V. For automatic PFM/PWM operation fit jumper to GND.	Do not leave this header open. Use a jumper to set either forced PWM mode or automatic PFM/PWM mode.
JP6	SS to external capacitor	W	SS pin connect to external capacitor	Fit according to test requirement
JP7	VOUT to SW_IN2	N	SW_IN2 pull to VOUT	Fit according to test requirement

5.2 测试点和放置

TP	Name	Signal	Color
TP1	VIN	VIN	White
TP2	SYNC	Clock synchronization	White
TP3	SW_OUT2	Power switch2 output	White
TP4	SW_OUT1	Power switch1 output	White
TP5	nFAULT1	Power switch1 nFAULT signal indicator	White
TP6	nFAULT2	Power switch2 nFAULT signal indicator	White
TP7	SW_IN1	Power switch1 input	White
TP8	SW_IN2	Power switch2 input	White
TP9	VOUT	Output voltage Buck1	White
TP10	GND	GND	Black
TP11	GND	GND	Black
TP12	GND	GND	Black
TP13	GND	GND	Black
TP14	GND	GND	Blue

这些测试点的设置方便了我们对电路进行测量和调试，工程师们可以根据实际需求进行操作。

六、上电程序

1. 通过将跳线连接到JP9，或者将外部驱动信号连接到ENx接头，来定义要启用或禁用的转换器。
2. 确定启用USB开关的策略，可以使用跳线或外部驱动信号连接到USBENx引脚。
3. 如果需要nFAULTx信号，连接JP1和JP2跳线，或者将报警引脚连接到上拉电源。
4. 将负载连接到输出连接器。
5. 向接头J1施加直流电压，注意丝印上标记的极性。
6. 为USB开关供电，向J4和J6施加直流电压，使用JP4和JP5启用开关，并检查输出。

七、物料清单

Qty	Designator	Value	Footprint	Description	Comment
1	C1	100pF	603	CAP CERAMIC 100pF 25V X7R 0603	DNI
2	C21, C23	47nF	603	CAP CERAMIC 47pF 25V X7R 0603
1	C9	4.7nF	603	CAP CERAMIC 4.7nF 25V X7R 0603
1	C2	2.2nF	603	CAP CERAMIC 2.2nF 25V X7R 0603
4	C181, C182, C183, C184	22uF	1206	CAP CERAMIC 22uF 16V X7R 1206
1	C12	47pF	603	CAP CERAMIC 47pF 25V X7R 0603
2	C10, C11	10uF	1206	CAP CERAMIC 10uF 25V X7R 1206
1	C6	22uF	1206	CAP CERAMIC 22uF 35V X7R 1206
3	C7, C16, C17	1uF	603	CAP CERAMIC 1uF 25V X7R 0603
6	J1, J2, J3, J4, J5, J6	ED555/2DS		TERMINAL BLOCK 3.5MM 2POS PCB
4	JP4, JP5, JP8, JP9	3 PIN	JMP0.3	CONN HEADER 50POS 0.100" SGL GOLD
3	JP16, JP23, JP3	2 PIN	JMP0.2	CONN HEADER 50POS 0.100" SGL GOLD
1	L1	4.7uH	IND4	Bourns power inductor
1	R9	499K	603	RES 499K OHM 1/10W 5% 0603 SMD
2	R4, R5	100K	603	RES 100K OHM 1/10W 5% 0603 SMD
1	R2	10K	603	RES 10K OHM 1/10W 5% 0603 SMD
2	R26, R27	20K	603	RES 20K OHM 1/10W 5% 0603 SMD
3	R11, R21, R25	0	603	RES 0 OHM 1/10W 1% 0603 SMD
1	R12	39K	603	RES 39K OHM 1/10W 1% 0603 SMD
1	R13	5.3K	603	RES 5.3K OHM 1/10W 1% 0603 SMD
9	TP1, TP2, TP3, TP4, TP5, TP6, TP7, TP8, TP14	Test Point White	TP	Glass Beaded Test Point
5	TP9, TP10, TP11, TP12, TP13,	Test Point Black	TP	Glass Beaded Test Point
1	U1	TPS65286	QFN-28

这份物料清单详细列出了设计TPS65286 PMIC电路所需的各种元件，工程师们在采购和组装时可以参考。

八、注意事项

在使用评估模块（EVM）时，需要注意以下几点：

1. EVM仅用于实验室和开发环境的可行性评估，除非是FCC认证的面向爱好者的EVM。
2. EVM不是成品，不适合普通消费者使用，应由熟悉电气机械组件危险和应用风险的专业电子专家操作。
3. 不得将EVM用作成品的一部分。
4. 某些EVM可能不是由TI设计或制造的。
5. 在操作EVM之前，必须阅读用户指南和所有相关文档，注意其中的安全信息。
6. 用户需对EVM的正确和安全操作负责。
7. 如果EVM不符合规格，可在交付后30天内退还以获得全额退款。
8. TI不承担EVM应用协助、客户产品设计、软件性能或专利侵权等方面的责任。
9. 用户需自行确定EVM是否符合相关法律法规，并确保操作安全。
10. 用户要负责EVM的正确处置和回收。

此外，对于涉及射频法规的EVM，不同情况有不同的合规要求，如在美国、加拿大、日本等国家使用时，需要遵循相应的规定。

总之，TPS65286 PMIC为电子工程师提供了一个强大的电源管理解决方案。通过了解其设计原理、测试条件和注意事项，工程师们可以更好地应用该产品，设计出高性能、可靠的电子设备。你在使用类似电源管理模块时遇到过哪些问题呢？欢迎在评论区分享你的经验。