Texas Instruments TPS82740x EVM使用指南

一、引言

在电池供电的便携式应用领域，高效、低功耗的电源管理解决方案至关重要。Texas Instruments的TPS82740x系列高频、同步降压DC - DC转换器就是这样一款优秀的产品。本文将详细介绍TPS82740xEVM - 617评估模块，帮助电子工程师更好地了解和使用该产品。

文件下载：TPS82740AEVM-617.pdf

二、TPS82740x器件概述

2.1 产品特性

• 宽输入电压范围：输入电压范围为2.2 V至5.5 V，能适应多种电源供电情况。
• 可调输出电压：TPS82740A的输出电压可在1.8 V至2.5 V之间设置，TPS82740B则可在2.6 V至3.3 V之间设置，满足不同负载的电压需求。
• 超低静态电流：典型静态电流仅360 nA，有助于延长电池续航时间，非常适合低功耗应用。
• 高输出电流：能够提供高达200 mA的输出电流，可驱动多种负载。
• 集成负载开关：集成了压摆率控制的负载开关，方便控制负载的通断。
• RF友好的DCS控制：采用RF友好的DCS控制，减少对射频信号的干扰。

2.2 应用场景

• 无线通信：适用于蓝牙低功耗（Bluetooth® low energy）、RF4CE、ZigBee®等无线通信协议的设备。
• 可穿戴电子设备：如智能手表、手环等，其低功耗特性有助于延长设备的使用时间。
• 能量收集系统：在能量收集应用中，能够高效地管理和转换能量。

三、TPS82740xEVM - 617评估模块

3.1 原理图

评估模块的原理图展示了各个组件之间的连接关系，为工程师提供了电路设计的参考。需要注意的是，原理图仅供参考，具体参数值可查看物料清单。

3.2 连接器和测试点说明

3.2.1 J1输入连接器

• 引脚1和2（VIN）：连接输入电源的正极，输入电源需连接在这两个引脚与引脚5和6（GND）之间。为减少干扰，应将连接输入电源的导线扭绞并尽量缩短长度，输入电压必须在2.2 V至5.5 V之间。
• 引脚3（Input Sense VIN）：用于直接测量靠近设备的输入电容上的输入电压，可连接四线制电源和传感电源，连接传感连接器的导线也需扭绞。
• 引脚4（Input Sense GND）：用于测量靠近设备输入的地电位，同样可连接四线制电源和传感电源，导线扭绞处理。
• 引脚5和6（GND）：输入电源的返回连接端，与引脚1和2（VIN）配合连接输入电源。

3.2.2 J2输出连接器

• 引脚1和2（VOUT）：输出电压的正极连接端，负载应连接在这两个引脚与引脚5和6（GND）之间。
• 引脚3（Output Sense VOUT）：用于直接测量输出电容上的输出电压。
• 引脚4（Output Sense GND）：用于测量靠近设备输出的地电位。
• 引脚5和6（GND）：输出电压的返回连接端。

3.2.3 J3负载连接器

• 引脚1和2（LOAD）：负载电压的正极连接端，负载连接在这两个引脚与引脚5和6（GND）之间。
• 引脚3（Output Sense LOAD）：用于直接测量输出电容上的输出电压。
• 引脚4（Output Sense GND）：用于测量靠近设备输出的地电位。
• 引脚5和6（GND）：输出电压的返回连接端。

3.2.4 其他连接器

• J4（SMA输入连接器）：连接到转换器的输入电压，可使用频谱分析仪轻松分析输入电压的噪声频谱。默认情况下，该连接器未安装在评估模块上。
• J5（SMA输出连接器）：连接到转换器的输出电压，用于分析输出电压的噪声频谱，默认未安装。
• J6（SMA负载连接器）：连接到转换器的负载开关电压，可分析输出电压的噪声频谱，默认未安装。

3.2.5 跳线

• JP1（Enable Jumper）：跨接引脚EN和ON可将EN引脚连接到VIN，使能设备；跨接引脚EN和OFF可将EN引脚连接到GND，禁用设备。
• JP2（CTRL，Load Switch Control Jumper）：跨接引脚ON和CTRL可将CTRL引脚连接到VIN，启用内部负载开关；跨接引脚OFF和CTRL可将CTRL引脚连接到GND，禁用内部负载开关。
• JP3（VSEL1、VSEL2、VSEL3，输出电压选择引脚）：通过跨接相应引脚与HIGH或LOW，可设置VSEL1、VSEL2、VSEL3引脚的高低电平，从而选择输出电压。

3.3 组装图和布局

评估模块采用四层印刷电路板（PCB）设计，所有组件位于电路板的顶层有源区域。对于空间受限的系统，可以将组件移到电路板的两侧或使用额外的内部层，以进一步减小尺寸。相关的组装图包括组件布局图、顶层铜箔图、内层铜箔图和底层铜箔图等，为工程师提供了详细的物理布局信息。

3.4 物料清单

物料清单详细列出了评估模块所使用的各种组件，包括电容、电阻、连接器、芯片等的数量、参考编号、值、描述、尺寸、部件编号和制造商等信息。例如，电容C1为100uF的陶瓷电容，耐压6.3V，X5R材质，尺寸为1210，部件编号为GRM32ER60J107ME20L，制造商为muRata；芯片U1有TPS82740A和TPS82740B两种可选，均为200 - mA、360nA Iq的降压转换器，封装为SIP - 9。

四、使用注意事项

4.1 评估模块使用范围

评估模块仅用于实验室和开发环境中的可行性评估，一般并非成品，不适合普通消费者使用。用户必须是熟悉电气机械组件、系统和子系统操作风险的技术合格电子专家。

4.2 安全操作

• 遵守规格：用户应在TI推荐的规格和环境条件下操作评估模块，超出规定的额定值（如输入和输出电压、电流、功率和环境范围）可能导致财产损失、人身伤害甚至死亡。
• 阅读文档：在操作评估模块之前，用户必须阅读用户指南和所有相关文档，其中包含重要的安全信息，如温度和电压限制。
• 负载连接：连接负载时，应确保负载在规定的输出范围内，否则可能导致意外或不准确的操作，甚至对评估模块和接口电子设备造成永久性损坏。
• 高温注意：正常运行时，一些电路组件（如线性稳压器、开关晶体管、功率晶体管和电流检测电阻）的外壳温度可能超过60°C，使用测量探头时需注意避免烫伤。

4.3 法律和合规要求

• 射频法规：评估模块可能受特定国家的射频法规约束。对于不包含无线电的评估模块，虽未针对FCC或ICES - 003规则进行合规测试，但使用时若产生干扰，用户需自行采取措施纠正。对于包含无线电的评估模块，用户必须在合法分配的频率和功率限制内使用，并遵守当地的无线电频谱分配和功率限制法律。
• 日本使用要求：进入日本的评估模块未获得TI符合日本无线电法技术法规的认证。用户在日本使用时，需在屏蔽室或指定测试设施中使用，或获得实验电台许可证，或获得技术法规合规认证。同时，转让评估模块时需向受让方提供相同通知，否则可能面临日本无线电法的处罚。

五、总结

TPS82740xEVM - 617评估模块为电子工程师提供了一个便捷的平台，用于评估和测试TPS82740x系列DC - DC转换器的性能。通过了解评估模块的特性、连接器和测试点说明、组装图和布局以及物料清单等信息，工程师可以更好地利用该模块进行电路设计和开发。同时，严格遵守使用注意事项和相关法规要求，确保安全、合规地使用评估模块。你在使用这个评估模块的过程中遇到过哪些问题呢？欢迎在评论区分享交流。