TPS75003EVM评估模块：多通道电源IC评估的得力助手

作为电子工程师，在设计电源电路时，选择合适的评估模块至关重要。今天，我们就来深入了解一下德州仪器（Texas Instruments）的TPS75003EVM评估模块，看看它如何帮助我们评估TPS75003多通道电源IC的性能。

文件下载：TPS75003EVM-092.pdf

1. 模块概述

TPS75003EVM评估模块专为评估TPS75003多通道电源IC而设计。该IC具有两个降压控制器和一个低压差线性稳压器，可在2.2V至6.5V的输入电压下工作。降压控制器能提供1.22V至输入电压之间的输出电压，最大输出电流可达3A。而这款EVM则针对5V输入进行了优化，在典型情况下，(V{OUT1}=1.2V)和(V{OUT2}=3.3V)时输出电流可达2A。此外，该EVM还支持跳线配置，可独立启用每个输出，也能按特定顺序对输出进行排序。

2. 性能规格总结

在25°C的环境温度下，TPS75003EVM的性能规格如下表所示：	条件	电压范围（V）			电流范围（mA）
	最小	典型	最大	最小	典型	最大
(VOUT1) 降压控制器（(VI = 5V)）	1.18	1.22	1.26	0	2000	-
(VOUT2) 降压控制器（(VI = 5V)）	3.15	3.30	3.43	0	2000	-
(VOUT3) 线性稳压器（(VI = 5V)）	2.41	2.50	2.65	0	300	-

这些数据为我们评估模块的性能提供了重要参考。大家在实际应用中，是否也会重点关注这些性能指标呢？

3. 模块修改与配置

3.1 元件选择与软启动修改

为了方便用户定制，模块使用了603或更大封装的无源元件。同时，为降压控制器添加了第二个软启动电容（未焊接），以便轻松修改软启动时间。此外，还加入了输入电容C1，以减少因工作台电源长引线导致的电感压降。不过在实际应用中，是否需要类似大小的电容，取决于与输入电源的距离。

3.2 输入/输出连接器说明

模块上的跳线和连接器有明确的功能，以下是主要连接器的介绍：

• J1 - VIN：输入电源的正连接端，连接时应将输入电源的引线绞合并尽量缩短，以减少电磁干扰（EMI）传输。
• J2 - GND：输入电源的返回连接端。
• J3 - (V_{OUT1})：连接到(OUT1)负载的正输入端。
• J4 - GND：(V_{OUT1})输出的负连接端，连接到(OUT1)负载的负输入端。
• J5 - (V_{OUT2})：连接到(OUT2)负载的正输入端。
• J6 - GND：(V_{OUT2})输出的负连接端，连接到(OUT2)负载的负输入端。
• J7 - (V_{OUT3})：连接到(OUT3)负载的正输入端。
• J8 - GND：(V{OUT3})输出的负连接端，连接到(V{OUT3})负载的负输入端。

3.3 跳线配置

通过跳线可以对输出进行启用或禁用操作，以及设置输出顺序：

• JP1 - EN VO1：用于启用或禁用(V{OUT1})。默认情况下，移除跳线时，EN1被外部下拉电阻拉低，(V{OUT1})禁用；将跳线连接到(V{IN})时，EN1被拉高到(V{IN})，(OUT1)启用；将跳线连接到AFTER VO2时，EN1连接到(OUT2)，(OUT1)在(OUT2)启用后才会启用。
• JP2 - EN VO2：用于启用或禁用(V{OUT2})。默认移除跳线时，EN2被外部下拉电阻拉低，(OUT2)禁用；安装跳线时，EN2被拉高到(V{IN})，(OUT2)启用；将跳线连接到AFTER VO3时，EN3连接到(V{OUT3})，(OUT2)在(V{OUT3})启用后才会启用。
• JP3 - EN VO3：用于启用或禁用(V{OUT3})。默认移除跳线时，EN3被外部下拉电阻拉低，(V{OUT3})禁用；将跳线连接到(V{IN})时，EN3被拉高到(V{IN})，(OUT3)启用。

3.4 模块设置

在使用模块时，需要进行以下设置：

1. 在J1和J2之间连接输入电源，电压范围应保持在2.2V至6.5V之间。
2. 在J3和J4之间为(V{OUT1})连接不超过2A的负载，在J5和J6之间为(V{OUT2})连接不超过2A的负载，在J7和J8之间为线性稳压器连接不超过300mA的负载。
3. 将JP1、JP2和JP3启用跳线配置到所需设置。
4. 为防止噪声干扰输出电压测量，应尽量减小电压探头尖端与其接地连接形成的环路，并使其远离电路板上的电感器。

4. 测试结果

通过一系列测试，我们得到了以下结果：

• 效率：当(V{IN}=5V)，(V{OUT1}=1.2V)，(V_{OUT2}=3.3V)时，效率会受到所使用的场效应管（FET）和电感器的影响。不同的FET和电感器可能会使效率提高或降低。
• 归一化负载调节：在(V{IN}=5V)，(V{OUT1}=1.2V)，(V_{OUT2}=3.3V)的条件下，展示了归一化负载调节情况。
• 输出纹波：当(V{IN}=5V)，(V{OUT1}=1.2V)，(I{OUT1}=2A)以及(V{IN}=5V)，(V{OUT2}=3.3V)，(I{OUT2}=2A)时，分别测量了输出纹波情况。
• 软启动：在(V_{IN}=5.0V)时，展示了软启动过程。

这些测试结果有助于我们全面了解模块的性能，大家在实际测试中，是否也会关注这些关键指标呢？

5. 电路板布局

电路板布局对于开关模式电源至关重要。TPS75003EVM的印刷电路板（PWB）有四层，设计时采取了以下措施：

• 高开关频率和电流的节点较短，并与对噪声敏感的反馈电路隔离。
• 仔细规划了高频电流环路的布线。
• 电流限制和软启动的检测电阻应尽可能靠近IC，放置在INx和ISx引脚之间。

具体的布局可参考TPS75003的数据手册（文献编号SBVS052）获取更多指导。大家在设计电路板布局时，是否也会遵循这些原则呢？

6. 物料清单

以下是TPS75003EVM的物料清单：	数量	参考编号	描述	尺寸	制造商	零件编号
3	C1, C12, C13	电容器，POSCAP，100µF，6.3V，45mΩ，20%	6032 (C)	Sanyo	6TPB100MC
1	C10	陶瓷电容器，10pF，50V，C0G，5%	603	TDK	C1608C0G1H100D
0	C11, C15 - C18	陶瓷电容器，xxµF，xxV	603	-	-
2	C2, C4	陶瓷电容器，0.1µF，16V，X7R，10%	603	TDK	C1608X7R1C104K
2	C3, C5	陶瓷电容器，1500pF，50V，X7R，10%	603	TDK	C1608X7R1H152K
1	C6	陶瓷电容器，1.0µF，6.3V，X5R，10%	603	TDK	C1608X5R0J105K
1	C7	陶瓷电容器，0.01µF，50V，X7R，10%	603	TDK	C1608X7R1H103K
3	C8, C9, C14	陶瓷电容器，10µF，10V，X5R，20%	805	TDK	C2012X5R1A106MT
1	D1	肖特基二极管，1A，20V	457 - 04	On Semi	MBRM120
1	D2	肖特基二极管，3.0A，20V	SMC	Vishay	SS32
8	J1 - J8	2引脚插头，100密耳间距，(36引脚条)	0.100 × 2	Sullins	PTC36SAAN
1	JP2	2引脚插头，100密耳间距，(36引脚条)	0.100 × 2	Sullins	PTC36SAAN
2	JP1, JP3	3引脚插头，100密耳间距，(36引脚条)	0.100 × 3	Sullins	PTC36SAAN
1	L1	贴片电感器，5.0µH，2.9A，24mΩ	0.264 sq	Sumida	CDRH6D38 - 5R0
1	L2	贴片电感器，15µH，2.6A，53mΩ	0.327 × 0.327	Sumida	CDRH8D43 - 150
2	Q1, Q2	MOSFET，P沟道，20V，4.7A，39mΩ	SOT23	Vishay	Si2323DS
3	R1 - R3	贴片电阻，100kΩ，1/16W，1%	603	Std	Std
1	R10	贴片电阻，0Ω，1/16W，5%	603	Std	Std
0	R11	贴片电阻，xxΩ，1/16W，1%	603	-	-
2	R4, R5	贴片电阻，0.033Ω，1/4W，1%	1210	Std	Std
2	R6, R8	贴片电阻，61.9kΩ，1/16W，1%	603	Std	Std
1	R7	贴片电阻，15.4kΩ，1/16W，1%	603	Std	Std
1	R9	贴片电阻，36.5kΩ，1/16W，1%	603	Std	Std
1	U1	三通道DC/DC转换器IC	QFN - 20	TI	TPS75003RHLR
1	PCB	2.4英寸 × 2.2英寸 × 0.062英寸	-	Any	HPA092
3	分流器，100密耳，黑色	0.100	3M	929950 - 00

这份物料清单为我们进行模块的组装和维修提供了详细的信息。大家在使用物料清单时，是否会遇到一些问题呢？

7. 重要注意事项

7.1 评估板用途限制

该评估板仅用于工程开发、演示或评估目的，并非适合一般消费者使用的成品。操作人员需具备电子专业培训，并遵循良好的工程实践标准。同时，评估板可能不符合欧盟关于电磁兼容性、有害物质限制（RoHS）、回收（WEEE）、FCC、CE或UL等指令的技术要求。

7.2 保修与责任

如果评估板不符合用户指南中的规格，可在交付日期起30天内退还以获得全额退款。用户需对产品的正确和安全处理负责，并承担因处理或使用产品而产生的所有责任和赔偿责任。此外，TI不承担应用协助、客户产品设计、软件性能或专利侵权等方面的责任。

7.3 操作警告与限制

• 务必在2.2V至6.5V的输入电压范围和1V至5.5V的输出电压范围内操作EVM，超出指定范围可能导致意外操作和/或不可逆转的损坏。
• 连接负载时，应确保其在指定的输出范围内，否则可能导致意外操作和/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，操作时需注意避免触摸高温组件。

总之，TPS75003EVM评估模块为我们评估TPS75003多通道电源IC提供了一个便捷的平台。通过了解其性能规格、修改配置、测试结果、电路板布局和物料清单等方面的信息，我们可以更好地利用该模块进行电源电路的设计和开发。大家在使用这款评估模块时，有什么独特的经验或遇到过什么问题呢？欢迎在评论区分享交流。