TPS56C215 SWIFT™ 降压转换器评估模块用户指南

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1 TPS56C215EVM-762 12A、SWIFT™ 稳压器评估模块

本用户指南包含 TPS56C215EVM-762 评估模块 (PWR762) 以及 TPS56C215 直流/直流转换器的信息，还包含 TPS56C215EVM-762 的性能规格、原理图和物料清单。

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1 引言

1.1 背景

TPS56C215 直流/直流转换器是一款同步降压转换器，可提供高达 14A 的输出电流。输入 (VIN) 额定为 4.5V 至 17V。TPS56C215 使用专有 DCAP3 控制模式，同时使用一个 MODE 引脚来选择输出电流限制、开关频率和强制连续导通模式 (FCCM)/断续导通模式 (DCM) 运行。表 1-1 列出了评估模块的额定输入电压和输出电流范围。此评估模块旨在演示使用 TPS56C215 稳压器进行设计时，可实现减小印刷电路板面积。MODE 引脚配置用于 1.2MHz 开关频率、12A 和 DCM 运行。TPS56C215 封装内部采用了高侧和低侧 MOSFET 以及栅极驱动电路。MOSFET 的低漏源导通电阻有助于 TPS56C215 实现高效率，并在高输出电流下帮助保持低结温。外部分压器能实现可调节的输出电压。此外，TPS56C215 还提供可调慢速启动、欠压锁定输入以及电源正常输出。

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
TPS56C215EVM-762	VIN = 4.5 V 至 17 V	0 A 至 12 A

1.2 性能规格汇总

表 1-2 中提供了 TPS56C215EVM-762 性能规格的汇总。除非另有说明，给出的规格适用于 V_IN = 12V 输入电压和 1.2V 输出电压。TPS56C215EVM-762 是在 V_IN = 4.5V 至 17V 的条件下设计和测试的。除非另有说明，所有测量的环境温度均为 25°C。

表 1-2 TPS56C215EVM-762 性能规格总结

规格	测试条件：		最小值	典型值	最大值	单位
V_IN 电压范围			4.5	12	17	V
V_IN 启动电压				内部 UVLO		V
V_IN 停止电压				内部 UVLO		V
输出电压设定点				1.2		V
输出电流范围	V_IN = 9.2 V 至 14 V		0		12	A
线性调整率	I_O = 6A，V_IN = 4.5V 至 17V			±0.05%
负载调整率	V_IN = 12V，I_O = 0A 至 12 A			–0.02%， +0.6%
负载瞬态响应	I_O = 3 A 至 9 A	电压变化		–30		mV
	I_O = 3 A 至 9 A	恢复时间		50		µs
	I_O = 9 A 至 3 A	电压变化		30		mV
	I_O = 9 A 至 3 A	恢复时间		50		µs
环路带宽	V_IN = 12V，I_O = 6 A			135		kHz
相位裕度	V_IN = 12V，I_O = 6 A			72		度
输入纹波电压	I_O = 12 A			120		mVPP
输出纹波电压	I_O = 12 A			10		mVPP
输出上升时间				6		ms
运行频率				1.2		MHz
最大效率	TPS56C215EVM-762，V_IN = 5V，I_O = 5.7A			82.2%

1.3 更改

这些评估模块旨在帮助了解 TPS56C215 的特性。此模块可能会做出一些修改。

1.3.1 输出电压设定点

输出电压由 R7 (R_(TOP)) 和 R9 (R_(BOT)) 构成的电阻分压器网络进行设置。R9 固定为 10.0kΩ。若要改变 EVM 的输出电压，需要改变电阻器 R7 的阻值。更改 R9 的阻值可以更改 0.6V 基准电压 V_REF 以上的输出电压。特定输出电压下的 R7 阻值可以使用Equation1 计算。

Equation1.

1.3.2 可调节 UVLO

欠压锁定 (UVLO) 可以使用 R1 (R_EN(TOP)) 和 R2 (R_EN(BOT)) 从外部进行调节。EVM 上未焊接 R1 和 R2，使用了内部 UVLO 默认设置。有关设置外部 UVLO 的详细说明，请参阅 TPS56C215 数据表 (SLVSD05)。

2 测试设置和结果

本部分介绍如何正确连接、设置和使用 TPS56C215EVM-762 评估模块，另外还包括评估模块的典型测试结果以及效率、输出电压调整率、负载瞬态、环路响应、输出纹波、输入纹波和启动。

2.1 输入/输出连接

如表 2-1 中所示，TPS56C215EVM-762 附带输入/输出连接器和测试点。必须通过一对 20 AWG 导线或更好的导线将能够提供 4 A 以上电流的电源连接到 J1。必须通过一对 20 AWG 导线或更高的导线将负载连接到 J2。最大负载电流能力为 12 A。必须最大限度地减少导线长度以降低导线中的损耗。测试点 TP1 提供了一个监测 V_IN 输入电压的位置，而 TP2 提供了便捷的接地基准。在以 TP10 作为接地基准的情况下，TP9 用于监测输出电压。

表 2-1 EVM 连接器和测试点

参考标识符	功能
J1	VIN 输入电压连接器。（请参阅表 1-1以了解 V_IN 范围）
J2	10A 下 1.2V（最大值）
J3	用于实现使能的 2 引脚接头。将 EN 接地可禁用，断开可启用。V_OUT。
J4	VOUT，在最大值 10 A 下为 1.2 V
TP1	VIN 测试点
TP2	VIN 连接器上的 GND 测试点
TP3	慢速启动 (SS) 测试点
TP4	PGOOD 测试点
TP5	VREG5 测试点
TP6	分压器网络和输出之间的测试点。用于环路响应测量
TP7	SW 节点测试点
TP8	AGND 测试点
TP9	VOUT 测试点
TP10	GND 测试点

2.2 效率

此 EVM 的效率在负载电流约为 5A 时达到峰值，然后随着负载电流向满负载增加而降低。图 2-1 显示了 TPS56C215EVM-762 在 25°C 环境温度条件下的效率。

图 2-1 TPS56C215EVM-762 效率

图 2-2 显示了 TPS56C215EVM-762 的效率；这里使用了半对数标度，以便更轻松地显示较低输出电流条件下的效率。环境温度为 25°C。

图 2-2 TPS56C215EVM-762 低电流效率

由于内部 MOSFET 漏源电阻的温度变化，在较高的环境温度下，效率可能会较低。

2.3 输出电压负载调整率

图 2-3 和图 2-4 显示了 TPS56C215EVM-762 的负载调整率。

图 2-3 TPS56C215EVM-762 负载调整率，V_IN = 5V

图 2-4 TPS56C215EVM-762 负载调整率，V_IN = 12V

测量值为在 25°C 环境温度下的值。

2.4 输出电压线性调整率

图 2-5 显示了 TPS56C215EVM-762 的线性调整率。

图 2-5 TPS56C215EVM-762 线性调整率