TPS564201 降压转换器评估模块用户指南
1 TPS564201EVM-801 4A 稳压器评估模块
本用户指南包含 TPS564201 的相关信息以及 TPS564201EVM-801 评估模块的支持文档。其中包含 TPS564201EVM-801 的性能规格、原理图和物料清单。
商标
D-CAP2™is a TM ofTI corporate name.
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1 引言
TPS564201 是一款单通道、自适应导通时间 D-CAP2™ 模式同步降压转换器，只需极少的外部元件。D-CAP2 控制电路针对低 ESR 输出电容器（如 POSCAP、SP-CAP 或陶瓷型）进行了优化，支持快速瞬态响应，无需外部补偿。开关频率在内部设置为 560 kHz 的标称值，可在轻负载条件下进入脉冲跳跃模式。TPS564201 封装内部采用了高侧和低侧开关 MOSFET 以及栅极驱动电路。MOSFET 的低漏源导通电阻有助于 TPS564201 实现高效率，并在输出电流较高的情况下帮助保持低结温。TPS564201 直流/直流同步转换器旨在通过 4.5V 至 17V 的输入电压源提供高达 4A 的输出。输出电压范围为 0.759V 至 7V。表 1-1 中给出了评估模块的额定输入电压和输出电流范围。
TPS564201EVM-801 评估模块 (EVM) 是单通道同步降压转换器，可通过 4.5V 至 17V 的输入在 4A 电流下提供 1.05V 的输出。本用户指南介绍了 TPS564201EVM-801 的性能。
| EVM | 输入电压 (VIN) 范围 | 输出电流 (IOUT) 范围 |
|---|---|---|
| TPS564201EVM-801 | 4.5V 至 17V | 0A 至 4A |
2 性能规格汇总
表 2-1 中提供了 TPS564201EVM-801 性能规格的汇总。除非另有说明，提供的规格适用于 12V 输入电压和 1.05V 输出电压。除非另有说明，所有测量的环境温度均为 25°C。
| 规格 | 测试条件 | 最小值 | 典型值 | 最大值 | 单位 | |
|---|---|---|---|---|---|---|
| VIN | 输入电压 | 4.5 | 12 | 17 | V | |
| CH1 | 输出电压 | 1.05 | V | |||
| 工作频率 | VIN = 12V，IOUT = 4 A | 560 | kHz | |||
| 输出电流范围 | 0 | 4 | A | |||
| 过流限值 | VIN = 12V，LOUT = 2.2µH | 6 | A | |||
| 输出纹波电压 | VIN = 12V，IOUT = 4 A | 20 | mVPP | |||
3 更改
这些评估模块旨在帮助了解 TPS564201 的特性。此模块可能会做出一些修改。
3.1 输出电压设定点
要改变 EVM 的输出电压，需要改变电阻器 R1 的阻值。更改 R1 的阻值可以更改 0.759 V 以上的输出电压。特定输出电压下的 R1 阻值可以使用Equation1 计算得出。
表 3-1 列出了一些常见输出电压下的 R5 阻值。请注意，表 3-1 中给出的值是标准值，并不是使用表 3-1 计算出的准确值。
| 输出电压 (V) | R1 (kΩ) | R2 (kΩ) | L1 (µH) | C5 + C6 +C7 (µF) | ||
|---|---|---|---|---|---|---|
| 最小值 | 典型值 | 最大值 | ||||
| 1.0 | 3.09 | 10.0 | 1.5 | 2.2 | 4.7 | 20 - 68 |
| 1.05 | 3.74 | 10.0 | 1.5 | 2.2 | 4.7 | 20 - 68 |
| 1.2 | 5.76 | 10.0 | 1.5 | 2.2 | 4.7 | 20 - 68 |
| 1.5 | 9.53 | 10.0 | 1.5 | 2.2 | 4.7 | 20 - 68 |
| 1.8 | 13.7 | 10.0 | 1.5 | 2.2 | 4.7 | 20 - 68 |
| 2.5 | 22.6 | 10.0 | 2.2 | 2.2 | 4.7 | 20 - 68 |
| 3.3 | 33.2 | 10.0 | 2.2 | 2.2 | 4.7 | 20 - 68 |
| 5.0 | 54.9 | 10.0 | 3.3 | 3.3 | 4.7 | 20 - 68 |
| 6.5 | 75.0 | 10.0 | 3.3 | 3.3 | 4.7 | 20 - 68 |
4 测试设置和结果
本节介绍了如何正确连接、设置和使用 TPS564201EVM-801。另外还包括评估模块的典型测试结果及效率、输出负载调整率、输出线性调整率、负载瞬态响应、输出电压纹波、输入电压纹波、启动和开关频率。
4.1 输入/输出连接
如表 4-1 中所示，TPS564201EVM-801 附带输入/输出连接器和测试点。必须通过一对 20 AWG 导线将能够提供 4 A 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 4 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 可监测 VIN 输入电压，而 TP2 提供了便捷的接地基准。在以 TP8 作为接地基准的情况下，TP7 用于监测输出电压。
| 参考 标识符 | 功能 |
|---|---|
| J1 | VIN（请参阅表 1-1，了解 VIN 范围） |
| J2 | VOUT，4A 时为 1.05V（最大值） |
| JP1 | EN 控制。将 EN 分流至 GND 以禁用，将 EN 分流至 VIN 以启用。 |
| TP1 | VIN 正监测点 |
| TP2 | GND 监控测试点 |
| TP3 | EN 测试点 |
| TP4 | 开关节点测试点 |
| TP5 | 环路响应测量测试点 |
| TP6 | VOUT 正监测点 |
| TP7 | GND 监控测试点 |
| TP8 | GND 监控测试点 |
4.2 启动步骤
- 确保覆盖 JP1（使能端控制）引脚 1 和 2 处的跳线，以将 EN 分流至 GND，从而禁用输出。
- 向 VIN (J1-2) 和 GND (J1-1) 施加适当的输入电压。
- 将 JP1（使能控制）上的跳线从引脚 1 和 2（EN 和 GND）移动到引脚 2 和 3（EN 和 VIN）以启用输出。
4.4 负载调整率
图 4-3 中显示了 TPS564201EVM-801 的负载调整率。
图 4-3 负载调整率4.5 线性调整率
图 4-4 中显示了 TPS564201EVM-801 的线性调整率。
图 4-4 线性调整率4.6 负载瞬态响应
图 4-5 展示了 TPS564201EVM-801 对负载瞬态的响应。图中显示了当前阶跃和压摆率。总峰峰值电压变化如图所示。
图 4-5 负载瞬态响应，1 A 至 3 A
4.8 输入电压纹波
图 4-9 展示了 TPS564201EVM-801 的输入电压纹波。输出电流如图中所示。
图 4-9 输入电压纹波
5 电路板布局
本节提供了 TPS564201EVM-801 的说明、电路板布局布线和分层图解。
