德州仪器TPS65276V评估模块使用指南

一、引言

在电子设计领域，电源管理是至关重要的一环。德州仪器（Texas Instruments）的TPS65276V PMIC评估模块（EVM）为工程师们提供了一个便捷的平台，用于评估和开发4.5 - 18V输入、双路（6.5A和3.5A）同步降压转换器。本文将详细介绍该评估模块的相关信息，包括背景、原理图、布局、测试设置以及物料清单等，希望能对电子工程师们有所帮助。

文件下载：TPS65276VTEVM.pdf

二、背景

TPS65276V PMIC旨在提供双路（6.5A和3.5A）连续电流，工作电压范围为4.5 - 18V。它具有I2C控制的电压识别（VID）功能，输出电压可通过I2C在0.68V - 1.95V之间设置。即使不使用I2C，也可以通过外部电阻分压器进行编程。此外，该芯片还具备外部可编程的开关频率（200kHz - 1.6MHz）、外部补偿、软启动和使能等特性。

评估模块的性能规格总结如下：	测试条件	性能
Vin = 4.5V - 18V，fsw = 500kHz（25°C环境）	Buck1：1.0V，最大6A，VID控制；Buck2：1.1V，最大3.5A，VID控制

三、原理图与布局

1. 原理图

TPS65276V PMIC EVM的原理图展示了各个元件之间的连接关系，为电路设计提供了基础。从原理图中，我们可以清晰地看到电源输入、输出以及各个控制引脚的连接方式，这对于理解电路的工作原理和进行故障排查非常有帮助。

2. 布局

评估模块的印刷电路板布局通过图2 - 6进行了详细展示，包括顶层、第二层、第三层和底层的布局。合理的布局设计有助于减少电磁干扰，提高电路的稳定性和性能。工程师们可以根据实际需求对布局进行调整和优化。

四、测试设置

1. 引脚说明和跳线设置

图7展示了评估模块的引脚说明和跳线设置。通过合理设置跳线，可以实现不同的功能，如使能Buck1和Buck2、设置I2C地址和工作模式等。具体的跳线功能和设置如下表所示：	跳线编号	功能	放置方式	注释
JP1	Buck1使能（EN1）	将EN1连接到GND禁用Vout1，通过100kΩ电阻连接EN1到Vin启用Vout1；留空启用Vout1	-
JP2	Buck2使能（EN2）	将EN2连接到GND禁用Vout2，通过100kΩ电阻连接EN2到Vin启用Vout2；留空启用Vout2	-
JP7	I2C地址	将此引脚连接到GND设置地址为0x60H；连接到Vcc设置地址为0x61H；留空设置地址为0x62H	板载Vcc为6.25V
JP8	模式	将此引脚连接到GND设置为强制PWM模式；留空设置为自动PSM - PWM模式；连接到Vcc设置IC为电流共享模式	-
JP9	I2C电源	两个引脚不连接，电源为I2C接口适配器提供的3.3V；短接两个引脚，电源为Vcc	板载Vcc为6.25V
JP15	I2C接口连接器	引脚5为适配器提供的3.3V；引脚6为接地；引脚9为SCL，引脚10为SDA	-

2. 硬件要求

评估模块需要一个能够提供4.5V - 18V、7A电流的外部电源。同时，需要一个函数发生器来驱动SYNC引脚，提供0.4 - 3.3V幅度、200kHz - 1.6MHz的方波信号进行同步。此外，评估套件还包括一个USB - TO - GPIO接口盒，安装在PC上并连接到评估模块后，可以通过GUI界面与评估模块进行通信。PC的最低要求包括Windows 2000或Windows XP操作系统、USB端口、至少30MB的可用硬盘空间（建议100MB）和至少256MB的RAM。

3. 硬件设置

将电源连接到J1后，打开电源，通过100kΩ电阻将JP1和JP2连接到Vin，将JP7连接到GND，将JP8连接到GND，评估模块将输出表1中所示的电压值。为了减轻负载瞬态事件期间可能出现的电感电压降，可能需要额外的输入电容。

通过运行TPS65276V控制器软件的PC和USB - TO - GPIO接口盒发送数字控制信号，可以改变输出电压。具体步骤如下：使用USB电缆将USB - TO - GPIO盒的一端连接到PC，另一端使用提供的10针带状电缆连接到TPS65276V的JP15。连接J1上的电源并打开电源，然后运行软件。

4. 软件安装

如果从TI网站安装软件，访问www.ti.com。建议使用Microsoft Internet Explorer浏览器查看安装页面。点击安装按钮，PC会给出安全警告并询问是否安装该应用程序，选择安装即可继续。如果PC上当前安装了预发布或测试版软件，必须在安装最终版本之前卸载该版本。

安装完成后，通过“开始” -> “所有程序” -> “Texas Instruments” -> “TPS65276V EVM Software”运行软件。软件启动时，会首先检查USB - TO - GPIO适配器盒的固件版本。如果固件版本不正确，软件会自动在互联网上搜索更新（如果已连接）。如果有新的更新可用，软件会通知并下载安装。注意，固件更新后，必须按照安装过程中的指示断开并重新连接适配器和PC之间的USB电缆。主机PC软件也会自动在互联网上搜索更新，如果有新的更新可用，会通知并下载安装。

5. 软件操作

提供的软件用于与TPS65276V EVM进行通信。点击主机计算机上的图标启动软件，软件会显示用户界面的主控制面板。TPS65276V内部嵌入了五个8位寄存器，其中两个用于选择输出电压，两个用于配置降压转换器的操作，一个用于状态反馈。可以通过选择和勾选GUI左侧的组件进行更改，也可以直接点击每个寄存器的位进行更改。I2C地址默认设置为0x60H，对应评估模块跳线JP7连接到GND。更改I2C地址需要相应地配置评估模块。

如果选择“write on change”选项为ON，任何更改都会立即发送到评估模块；如果选择为OFF，则必须点击每个寄存器的“Write”按钮或“W”按钮来发送控制信号。可以通过点击每个寄存器的“Read”或“R”按钮从评估模块读取寄存器值。

五、上电步骤

按照以下步骤为评估模块上电：

1. 将I2C适配器连接到JP15。
2. 向J1施加4.5V电压。
3. 分别切换JP1或JP2以启用Vout1和Vout2。
4. 向输出连接器施加负载。

六、物料清单

评估模块的物料清单（BOM）详细列出了所需的元件，包括电容、电阻、电感、连接器等。以下是部分物料清单示例：	值	数量	标识	封装	制造商	制造商零件编号	描述
10nF	2	C1, C2	0603	Generic	CAP 10nF 50V CERAMIC X7R 0603	10nF陶瓷电容
10uF	2	C5, C11	1210	Panasonic - ECG	ECJ - 4YB1E106M	10uF陶瓷电容
3.3uH	2	L1, L2	IND3	Coilcraft	MSS1048 - 332NLB	SMT功率电感

七、注意事项

1. 责任与风险

用户需承担使用评估模块的所有责任和风险，确保产品符合相关法律法规和安全要求。同时，要采取合理的安全措施，避免因评估模块故障导致财产损失、人员伤亡等情况。

2. 操作规范

必须在TI推荐的规格和环境条件下操作评估模块，超出指定的额定值（如输入和输出电压、电流、功率和环境范围）可能会导致财产损失、人员伤亡。如果对这些额定值有疑问，在连接接口电子设备（包括输入电源和预期负载）之前，请联系TI现场代表。

3. 安全关键应用

如果打算将评估模块用于安全关键应用（如生命支持），必须明确通知TI并签订单独的保证和赔偿协议。

4. 法规合规

评估模块可能需要遵守联邦通信委员会（FCC）和加拿大工业部（IC）的规则。对于不适用这些规则的评估模块，仅用于工程开发、演示或评估目的，不被视为适合一般消费者使用的成品。在使用过程中，如果产生无线电频率干扰，用户需要自行采取措施纠正。

总之，德州仪器的TPS65276V评估模块为电子工程师提供了一个全面的平台，用于评估和开发双路同步降压转换器。通过合理设置硬件和软件，工程师们可以深入了解该芯片的性能和特性，为实际应用做好准备。在使用过程中，务必遵循相关的注意事项，确保安全和合规。你在使用这个评估模块的过程中遇到过哪些问题呢？欢迎在评论区分享你的经验。