TPS562211 降压转换器评估模块用户指南

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摘要

本用户指南包含 TPS562211 的相关信息以及 TPS562211EVM 评估模块的支持文档。它还包含 TPS562211EVM 的性能规格、电路板布局布线、原理图和物料清单。

1 引言

TPS562211 是一款单通道高级仿真电流模式 (AECM) 控制、同步降压转换器，能够提供 2A 连续输出电流，提供通过 MODE 引脚配置进行选择的 Eco-mode 或 FCCM 运行模式以及可选的电源正常指示器或外部软启动。通过正确配置使能引脚、电源正常状态指示器或外部软启动可以实现电源时序。该器件实施 AECM 控制，从而可获得具有固定频率的快速瞬态响应。快速瞬态响应可实现低压降，而固定频率可为 EMI 设计带来更好的抖动持久性和可预测的频率。经过优化的内部补偿网络更大限度地减少了外部元件数量，并在宽电压输出范围内简化了控制环路设计。表 1-1 列出了评估模块的额定输入电压和输出电流范围。

TPS562211EVM 是单通道同步降压转换器，可在 4.2V 至 18V 输入范围内以 2A 电流提供 3.3V 的输出。本用户指南介绍了 TPS562211EVM 的性能。

表 1-1 输入电压和输出电流汇总

EVM	输入电压范围	输出电流范围
TPS562211EVM	V_IN = 4.2 V 至 18 V	0A 至 2A

2 性能规格汇总

表 2-1 中提供了 TPS562211EVM 性能规格的摘要。除非另有说明，给出的测试规格适用于 V_IN = 12V 输入电压和 3.3V 输出电压。除非另有说明，所有测量的环境温度均为 25°C。

表 2-1 性能规格摘要

规格	测试条件	最小值	典型值	最大值	单位
输入电压范围		4.2	12	18	V
输出电压设定点			3.3		V
工作频率	V_IN = 12V，I_O = 2A		600		kHz
输出电流范围		0		2	A
输出纹波电压	V_IN = 12V，I_O = 2A		20		mV_PP

3 更改

此评估模块旨在帮助了解 TPS562211 的特性。此模块可能会做出一些修改。

3.1 MODE 引脚配置

TPS562211 具有一个 MODE 引脚，可在轻负载条件下提供两种不同的工作状态，并为引脚 1 的功能提供两种选项。

表 3-1 MODE 引脚设置

模式电阻器范围	建议模式电阻值	轻负载运行模式	PG/SS 引脚的功能
[0, 12]kΩ	0	Eco-mode	电源正常⁽¹⁾
[30, 50]kΩ	47kΩ	Eco-mode	软启动
[83, 120]kΩ	100kΩ	FCCM	软启动
[180, ∞]kΩ	浮点数	FCCM	电源正常

(1) 如果在选择 PG 功能时未使用 PG，则将引脚 1 连接到 GND 以获得更好的热性能。

3.2 输出电压设定点

输出电压可通过输出节点和 FB 引脚间的电阻分压器进行设置。TI 建议采用容差为 1% 或更优的分压电阻器。参考图 6-1的应用原理图，从 R9 的 10kΩ 或 20kΩ 开始，并使用Equation1 计算 R8。为了提高轻载时的效率，请考虑使用具有更大值的电阻器。如果值太大，稳压器更容易受到噪声的影响，并且 FB 输入电流产生的电压误差也很明显。

Equation1.

表 3-2 列出了一些常见输出电压下的 R8 和 R9 阻值。请注意，此表中给出的值是标准值，并不是使用上述等式计算出的准确值。

表 3-2 建议的元件值

输出电压 (V)⁽¹⁾	R8 (kΩ)⁽²⁾	R9 (kΩ)	L1 (µH)⁽³⁾	C_OUT (µF)⁽⁴⁾	L1·C_{OUT_E} 的范围 (μH × μF)⁽⁵⁾
0.76	5.36	20.0	1.5	3 × 22	60 至 160
1.05	15.0	20.0	2.2	2 × 22	60 至 160
1.8	40.0	20.0	3.3	2 × 22	50 至 200
2.5	31.6	10.0	4.7	2 × 22	50 至 200
3.3	45.3	10.0	4.7	2 × 22	50 至 200
5	73.2	10.0	5.6	2 × 22	50 至 200

(1) 对于未列出的输出轨，请使用最接近较高输出轨的建议 L1 和 C_OUT 组合。

(2) R8 = 10kΩ 及 R9 = 浮动 V_OUT = 0.6V。

(3) 电感值是根据 V_IN=18V 计算的，但也可用于其他输入电压。用户可以根据 TPS562211 数据表计算其优选电感值。

(4) C_OUT 是标称输出电容的和。建议使用 22μF、0805、10V 或更高规格的电容器。

(5) C_{OUT_E} 是降额后的有效值，L1·C_{OUT_E} 的值应在范围内。

4 测试设置

本节介绍了如何正确连接、设置和使用 TPS562211EVM。

4.1 输入/输出连接

如表 4-1 中所示，TPS562211EVM 附带输入/输出连接器和测试点。图 4-1 显示了 TPS562211EVM 电路板上的连接器和跳线布置。

必须通过一对 20 AWG 导线将能够提供 2A 电流的电源连接到 J1。必须通过一对 20 AWG 导线将负载连接到 J2。最大负载电流能力为 2A。必须更大限度地减少导线长度以降低导线中的损耗。测试点 TP1 可监测 V_IN 输入电压，而 TP2 提供了便捷的接地基准。在以 TP4 作为接地基准的情况下，TP3 用于监测输出电压。

图 4-1 连接器和跳线布置

表 4-1 连接和测试点

参考标识符	功能
J1	V_IN（请参阅表 1-1，了解 V_IN 范围）
J2	V_OUT，2A 时为 3.3V（最大值）
J3	EN 控制。将 EN 分流至 GND 以禁用。
J4	PGOOD 的源选择
TP1	V_IN 正功率点
TP3	V_OUT 正监测点
TP2、TP4、TP7	GND 监测点
TP5	PG/SS 测量的测试点
TP6	开关节点测试点

4.2 启动步骤

确保覆盖 J3（使能控制）引脚 1 和 2 处的跳线，以将 EN 分流至 GND，从而禁用输出。
向 VI (J1-2) 和 GND (J1-1) 施加适当的 V_IN 电压。
移动 J3（使能端控制）引脚 1 和 2 处（EN 和 GND）的跳线，以启用输出。

5 电路板布局

本节提供了 TPS562211EVM 的说明、电路板布局布线和分层图解。