TPS8269xEVM-207评估模块：助力电池供电应用的高效解决方案

在电池供电的便携式应用领域，对高效、紧凑的电源解决方案的需求日益增长。德州仪器（Texas Instruments）的TPS8269xEVM-207评估模块（EVM）为评估TPS8269xSIP高频、同步、降压DC - DC转换器的性能提供了一个理想的平台。本文将深入介绍该评估模块的特点、应用、测试配置以及相关数据，帮助电子工程师更好地了解和使用这一产品。

文件下载：TPS82693EVM-207.pdf

一、产品简介

TPS8269xSIP器件系列是专为电池供电的便携式应用优化的高频、同步、降压DC - DC转换器。它适用于低功率应用，支持高达500mA或800mA的输出电流，并且允许使用低成本的片式电感器和电容器。其输入电压范围为2.3V至4.8V，能够支持由锂离子（Li - Ion）电池供电的应用，且具有不同的固定电压输出版本。该转换器以3MHz的调节开关频率运行，并在轻载电流下进入节能模式，以在整个负载电流范围内保持高效率。脉冲频率调制（PFM）模式可将轻载运行期间的静态电流降低至23μA（典型值），从而延长电池寿命。

1.1 产品特性

• 宽输入电压范围：2.3V至4.8V，适应多种电池供电场景。
• 固定输出电压：提供不同的固定电压输出版本，满足多样化的应用需求。
• 高输出电流：最高可达800mA，能够为负载提供充足的电力。
• 超薄外形：亚1mm的外形解决方案，适合对空间要求苛刻的应用。
• 3MHz调节频率运行：高频运行有助于减小外部元件的尺寸。
• 保护功能：具有电流过载和热关断（可选）功能，提高系统的可靠性。
• 低纹波轻载PFM模式：在轻载时降低静态电流，延长电池寿命。
• 小尺寸解决方案：总解决方案尺寸小于6.7 (mm^{2}) ，节省电路板空间。

1.2 应用场景

• LDO替代：可替代传统的低压差线性稳压器（LDO），提高电源效率。
• 手机、智能手机：为手机等移动设备的各种组件提供稳定的电源。
• 负载点（PoL）应用：适用于需要在特定负载点提供电源的应用场景。

1.3 EVM订购选项

可订购的EVM编号	器件型号	输出电压	最大输出电流
TPS82693EVM - 207	TPS82693	2.85V	800mA

二、评估模块原理图

TPS8269xEVM - 207的原理图展示了其电路结构，包括输入电源、转换器芯片、输出负载等部分。原理图中的各个元件相互协作，实现了电源的转换和调节。通过查看原理图，工程师可以深入了解该评估模块的工作原理，为进一步的设计和优化提供依据。

三、连接器和测试点说明

3.1 输入/输出连接器

• J1 (V_{IN})：输入电源的正连接端，电源应连接在J1和J3（GND）之间，输入电压范围为2.3V至4.8V，且连接导线应尽量短并绞合。
• J2 S+ / S–：转换器输入的感测连接端，可连接电压表、电源的感测端或示波器。
• J3 GND：输入电源的返回连接端，与J1配合使用，同时电容C1用于补偿直流电源到EVM的导线寄生电感，实际应用电路中可能不需要。
• J4 VOUT：降压转换器的正输出端，具体输出电压可参考器件数据手册。
• J5 S+ / S–：转换器输出的感测连接端，可连接电压表、电子负载的感测端或示波器。
• J6 GND：转换器的返回连接端，负载可连接在J6和J4（VOUT）之间。

3.2 跳线和开关

• JP1 ENABLE：用于启用或禁用EVM上的转换器。将短路棒放在ENABLE和ON之间可开启转换器，放在ENABLE和OFF之间则禁用转换器。
• JP2 MODE：可启用或禁用轻载下的节能模式（PSM）。将短路棒放在MODE和脉冲宽度调制（PWM）之间可禁用PSM，使转换器在整个负载电流范围内以强制PWM模式运行；放在MODE和PSM之间则启用节能模式，器件在轻载条件下以节能模式运行。

四、测试配置

4.1 硬件设置

典型的硬件测试配置包括示波器、直流电源、负载等设备。将直流电源连接在TPS8269xEVM的J1和J3之间，输入电压范围为2.3V至4.8V，连接导线应尽量短并绞合。同时，将直流电压表或示波器连接到EVM的输出感测连接端，负载可连接在J4和J6之间。

4.2 测试步骤

在测试EVM时，需要注意静电放电（ESD）防护。应在ESD工作站工作，确保手腕带、接地带或垫子连接到大地，并佩戴静电防护服和安全眼镜。具体步骤如下：

1. 连接直流电源到EVM的J1和J3，确保输入电压在2.3V至4.8V之间。
2. 连接直流电压表或示波器到EVM的输出感测连接端。
3. 将负载连接到EVM的J4和J6之间。
4. 通过在JP1上连接短路棒来启用转换器。
5. 使用跳线JP2可以在轻载下的PSM和强制PWM模式之间切换。

五、测试数据

5.1 热性能

给出了TPS82693在两种负载场景下的典型热性能数据：

• (I_{OUT } = 400 mA)：在室温下，当(V{IN } = 3.6 V)，(V{OUT } = 2.85 V)时，功率损耗为80mW，此时PWB温度为27°C，电感器温度为33°C，电容器温度为30°C。
• (I_{OUT } = 800 mA)：在室温下，当(V{IN } = 3.6 V)，(V{OUT } = 2.85 V)时，功率损耗为330mW，此时PWB温度为38°C，电感器温度为53°C，电容器温度为41°C和39°C。

六、组装图纸和布局

TPS8269xEVM - 207的印刷电路板采用四层1盎司覆铜板设计，所有组件都位于电路板的顶层有源区域。将组件移到电路板的两侧或使用额外的内层可以为空间受限的系统进一步减小尺寸。需要注意的是，提供的电路板布局图并非按比例绘制，主要用于展示电路板的布局方式，不能用于制造TPS8269xEVM - 207的PCB。

七、附录

7.1 物料清单

详细列出了TPS8269xEVM的物料清单，包括电容、连接器、芯片等元件的型号、规格和制造商。

7.2 标记信息

提供了该EVM的标记信息，如组装编号和标记文本。

通过对TPS8269xEVM - 207评估模块的全面介绍，电子工程师可以更好地了解其特点、应用和测试方法，为设计高效的电池供电系统提供参考。在实际应用中，还需要根据具体需求进行进一步的优化和调整，以充分发挥该评估模块的性能优势。你在使用类似评估模块时遇到过哪些问题呢？欢迎在评论区分享你的经验和见解。