适用于 TPS25983 电子保险丝的评估模块
说明
TPS25983EVM 电子保险丝评估板可对 TI 的 TPS25983 电子保险丝进行参考电路评估。TPS25983 器件是 2.7V 至 26V、18A 电子保险丝，集成了 2.7mΩ FET，具有可编程的欠压、过压、过流和浪涌电流保护功能，以及可配置的自动重试次数和重试延迟特性。
特性
- 工作电压为 2.7V 至 26V（典型值）
- 2A 至 20A 可编程电流限制（使用板载跳线）
- 可编程输出电压压摆率控制
- 可配置自动重试次数和重试延迟特性
- 可编程电流限制计时器
- 用于输入瞬态保护的 TVS 二极管
- 输出端板载肖特基二极管可防止在过流故障期间出现负尖峰
- 表示电源正常输出的 LED 状态指示
应用
- 热插拔
- 服务器待机电源轨
- 光学模块
- PCIe、SSD 和 HDD
- 路由器和交换机
- 工业 PC
- 数字电视
1 评估模块概述
1.1 引言
TPS25983EVM 电子保险丝评估板可评估 TPS25983 系列中的 TPS259830L 电子保险丝。输入电源施加在连接器 J1 和 J3 之间，而 J2 和 J3 为负载提供输出连接；请参阅图 4-1 中的原理图和图 3-1 中的 EVM 测试设置。D1/C1 为 TPS259830L 电子保险丝提供输入保护，而 D2/C2 提供输出保护。
S1 支持 U1 复位或禁用。电源正常 (PG) 指示灯由 D3 提供。可在 TP15 上监测调节器件的电流。
| 器件型号 | EVM 功能 | Vin 范围 | Vin UVLO | OV 切断 | 电流限值 | 故障响应 | |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 低设置 | 高设置 | ||||||
| TPS25983EVM 电子保险丝评估板 | 2.7V 至 26V、18A 电子保险丝 | 2.7V 至 26V | 10.87 V | 13.79 V | 2A | 20A | 可配置自动重试次数和重试延迟 |
1.2 套件内容
| 条目 | 说明 | 数量 |
|---|---|---|
| TPS25983EVM | PCB | 1 |
| 发送 | 纸板盒 | 1 |
| 泡沫 | 防静电泡沫 | 2 |
| 标签 | 标准标签 | 1 |
| 文献 | EVM 免责声明自述文件 | 1 |
1.3 规格
TPS25983EVM 电子保险丝评估板可评估 TPS25983 系列中的 TPS25983 电子保险丝。
- 工作电压为 2.7V 至 26V（典型值）
- 2A 至 20A 可编程电流限制（使用板载跳线）
- 可编程输出电压压摆率控制
- 可配置自动重试次数和重试延迟特性
- 可编程电流限制计时器
- 用于输入瞬态保护的 TVS 二极管
- 输出端板载肖特基二极管可防止在过流故障期间出现负尖峰
- 表示电源正常输出的 LED 状态指示
1.4 器件信息
该 EVM 上使用了 TPS259830L 器件，该器件是电流限制型号。该器件具有一个 dVdT 引脚，可驱动外部 FET，有助于在器件关断时阻断反向电流。TPS25983 电子保险丝是采用小型封装的高度集成电路保护和电源管理器件。该器件可在宽输入电压范围内工作。该器件能够有效地防止过载、短路、电压浪涌、反向电流和过高的浪涌电流。
2 硬件
2.1 测试点和连接器
表 3-1 列出了 TPS25983EVM 电子保险丝评估板输入和输出连接器功能。表 3-2 和表 3-3 介绍了测试点可用性和跳线功能。表 3-4 说明了自动重试次数和重试延迟设置。
| 连接器 | 标签 | 说明 |
|---|---|---|
| J1 | VIN | 输入电源正电源轨的电源输入连接器。 |
| J3 | PGND | 电源的接地连接。 |
| J2 | VOUT | 负载正极侧的电源输出连接器。 |
| J14 | P-LOAD | 占位符，用于在 J2 和 J14 之间连接功率电阻器等负载。 |
| 测试点 | 标签 | 说明 |
|---|---|---|
| TP1 | VIN | EVM 的输入电源 |
| TP2 | VOUT | EVM 的输出 （Q3 的漏极） |
| TP3 | EN/UVP | 高电平有效使能和欠压输入 |
| TP4 | VCC_EXT | 电源正常状态上拉的外部电源输入 |
| TP5 | PG | 电源正常测试点 |
| TP6 | DVOUT | TPS25983 的输出 （Q3 的源极） |
| TP7 | PGND | 系统接地 |
| TP8 | GND | GND(IC GND) |
| TP9 | GND | GND(IC GND) |
| TP10 | GND | GND(IC GND) |
| TP11 | ITIMER | 故障计时器电压 |
| TP12 | ILIM | 设置电流限制阈值 |
| TP13 | RETRY_DLY | 设置重试延迟时间 |
| TP14 | DVDT | 输出电压斜坡控制 |
| TP15 | IMON | 负载电流监测器 |
| TP16 | LOAD_ON | 串联 MOSFET + 功率负载的栅极控制 |
| TP17 | PGND | 系统接地 |
| TP18 | GATE | 外部阻断 FET Q3 的栅极 |
| TP19 | OVLO | 过压锁定引脚 |
| 跳线 | 标签 | 说明 |
|---|---|---|
| J4 | NRETRY | NRETRY 设置自动重试次数。详情请参阅表 5。 1-2 位置对地短路，3-4 位置设置 68nF |
| J6 | IMON | 电流量程设置 1-2 位置设置 0.13V/A 3-4 位置设置 0.25V/A |
| J7 | PG 上拉 | PG 上拉电压设置 1-2 位置设置外部电源“VCC_EXT” 3-4 位置设置 3.3V |
| J8 | VIN_UVLO | 1-2 位置将 UVLO 引脚连接到 VIN 电阻梯。 |
| J9 | ITIMER | ITIMER 设置（设置进入电流限制之前的延迟） OPEN 设置 0s 延迟 1-2 位置设置 200µs 延迟 3-4 位置设置 2ms 延迟 5-6 位置设置 20ms 延迟 |
| J10 | ILIM | 电流限制设置 1-2 位置设置 2A 3-4 位置设置 5A 5-6 位置设置 18A 7-8 位置设置 20A |
| J11 | RETRY_DLY | 重试延迟设置 OPEN 设置 200µs 1-2 位置设置“无自动重试”（锁闭器件） 3-4 位置设置 1s 重试延迟 5-6 位置设置 50ms 重试延迟 |
| J12 | DVDT | 输出电压压摆率设置 1-2 位置设置 1.5V/ms 3-4 位置设置 0.5V/ms |
| J13 | VIN_OVLO | 1-2 位置将 OVLO 引脚连接到 VIN 电阻梯 |
| D3 （绿色 – LED） |
D3 | 电源正常指示。当内部 FET 完全导通时，LED 亮起 |
| RETRY_DLY （J11 位置） | Retry Delay | NRETRY （J4 位置） | 自动重试次数 |
|---|---|---|---|
| OPEN | 200µs | OPEN | 4 |
| 1-2 | 无限 | ||
| 2-3 | 16 | ||
| 1-2 位置 | 锁闭 | X | 0 |
| 3-4 位置 | 1s | OPEN | 4 |
| 1-2 | 无限 | ||
| 2-3 | 16 | ||
| 5-6 位置 | 50ms | OPEN | 4 |
| 1-2 | 无限 | ||
| 2-3 | 64 |
2.2 测试设备和设置
2.2.1 电源
一个可调电源，0V 至 30V 输出，0A 至 30A 输出电流限制。
2.2.2 仪表
最少需要一个 DMM。
2.2.3 示波器
DPO2024 或等效器件，具有三个 10x 电压探针和一个直流电流探针。
2.2.4 负载
一个电阻负载或等效负载，能够在 24V 电压下承受高达 30A 的直流负载，并且能够实现输出短路保护。
2.3 测试设置和过程
本用户指南介绍了 TPS25983 器件的测试过程。
确保评估板具有如表 3-5 所示的默认跳线设置。
| J4 | J6 | J7 | J8 | J9 | J10 | J11 | J12 | J13 |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 开路 | 1-2 | 2-3 | 安装 | 3-4 | 5-6 | 开路 | 1-2 | 安装 |
图 2-1 带测试设备的 TPS25983EVM 设置在开始任何测试之前，请按以下说明进行操作，并在进行下一个测试之前再次重复以下操作。
- 将电源输出 (VIN) 设置为零伏。
- 打开电源并将电源输出 (VIN) 设置为 12 V，电流限值设置为 20 A。
- 关闭电源。
- 将 EVM 上的跳线设置到默认位置，如表 3-5 所示。
2.3.1 热插拔测试
按照以下说明测量热插拔事件期间的浪涌电流。
- 为了检查浪涌电流控制能力，请在 C16 端子处插入 1800uF 的附加电容。总输出电容 = 1800uF + 220uF，约为 2mF。
- 将跳线 J12 置于在 3-4 位置处，将 Cdvdt 设置为 10nF，以实现 0.5V/ms 的压摆率。
- 将输入电源电压 VIN 设置为 12V，将电流限值设置为 5 A。启用电源。
- 在输入连接器 J1 和 J3 之间热插拔电源。
- 使用示波器观察 VOUT (TP2) 的波形，来测量给定输入电压为 12V 时电子保险丝的压摆率和上升时间。
图 3-2 显示了在 TPS25983EVM 电子保险丝评估板上捕获的浪涌电流示例。
图 2-2 TPS25983 输出上升曲线（VIN = 12V、CdVdT = 10nF、COUT = 2mF、空载）2.3.2 电流限制测试
按照以下说明进行电流限制测试。
- 将跳线 J9 放置在 3-4 位置，以将 ITIMER 设置为 2ms。
- 将输入电源电压 VIN 设置为 12V，将电流限值设置为 25 A，并启用电源。
- 将跳线 J10 放置在 7-8 位置，以将电流限值设置为 18A。
- 将电子负载设置为 17A 并连接在 VOUT 和 GND 之间。启用电子负载。
- 现在，在 VOUT 和 GND 之间施加 7A 的过载（使用 1.66Ω 的电阻负载）。
- 器件允许在编程的 ITIMER 周期（例如 2ms）内出现过载电流，然后关闭。
- 将跳线 J10 置于其他设置，从而在多个电流限值下进行测试。
图 3-3 显示了在 TPS25983EVM 电子保险丝评估板上的 18A 电流限值示例。
图 2-3 TPS25983 在电流限值设为 18A 时的过流响应2.3.3 输出热短接测试
按照以下说明执行输出热短路测试。
- 将输入电源电压 VIN 设置为 12V，将电流限值设置为 15 A。导通电源。
- 例如，通过一根较短的电缆将器件的输出端 VOUT 短接到 GND。
- 使用示波器观察波形。
图 3-4 显示了 TPS25983EVM 电子保险丝评估板上的输出热短路测试波形。
图 2-4 TPS25983 器件的输出热短路响应2.3.4 短接测试唤醒时间
按照以下说明执行短接测试唤醒。
- 将输入电源电压 VIN 设置为 12V，将电流限值设置为 10 A。关闭电源。
- 例如，通过一根较短的电缆将器件的输出端 VOUT 短接到 GND。
- 打开电源。
图 3-5 显示了 TPS25983EVM 电子保险丝评估板上的输出短路唤醒测试波形。
图 2-5 TPS25983 器件的输出短路唤醒测试波形2.3.5 过压切断测试
按照以下说明执行过压保护测试。
- 移除输入 TVS 二极管。
- 将输入电源电压 VIN 设置为 12V，将电流限值设置为 5A。在输入连接器 J1 和 J3 之间施加电源并启用电源。
- 将负载电阻设置为 24Ω，并连接在 VOUT 和 GND 之间。
- 将输入电源 VIN 从 12V 增加到 18 V，并使用示波器观察波形。
图 3-6 展示了 TPS25983EVM 电子保险丝评估板上 TPS25983 的过压响应。
图 2-6 TPS25983 器件的过压保护响应