ZHCUCO0 December   2024

 

  1.   1
  2.   说明
  3.   资源
  4.   特性
  5.   应用
  6.   6
  7. 1系统说明
    1. 1.1 主要系统规格
  8. 2系统概述
    1. 2.1 方框图
    2. 2.2 设计注意事项
      1. 2.2.1 小巧紧凑的尺寸
      2. 2.2.2 无变压器设计
    3. 2.3 重点产品
      1. 2.3.1  BQ25790 IIC 控制型、1-4 节电池、5A 降压/升压模式电池充电器
      2. 2.3.2  TPS3422 具有可配置延迟的低功耗按钮控制器
      3. 2.3.3  SN74LVC1G74 具有清零和预设功能的单路上升沿触发式 D 类触发器
      4. 2.3.4  TPS259470 2.7V 至 23V、5.5A、28mΩ 真正的反向电流阻断电子保险丝
      5. 2.3.5  TPS54218 2.95V 至 6V 输入、2A 同步降压 SWIFT 转换器
      6. 2.3.6  TPS54318 2.95V 至 6V 输入、3A 同步降压 SWIFT 转换器
      7. 2.3.7  LM5158 2.2MHz、宽 VIN、85V 输出升压、SEPIC 或反激式转换器
      8. 2.3.8  TPS61178 具备负载断开功能的 20V 完全集成式同步升压
      9. 2.3.9  采用 3.8mm × 3mm 封装的 LMZM23601 36V、1A 降压 DC-DC 电源模块
      10. 2.3.10 TPS7A39 双路、150mA、宽 VIN、正负低压降 (LDO) 电压稳压器
      11. 2.3.11 TPS74401 具有可编程软启动功能的 3.0A 超低压降稳压器
      12. 2.3.12 TPS7A96 2A 超低噪声、超高 PSRR RF 稳压器
      13. 2.3.13 LM3880 具有固定延时时间的三电源导轨简单电源序列发生器
      14. 2.3.14 具有非易失性内存的 DAC53401 10 位电压输出 DAC
      15. 2.3.15 INA231 具有警报功能、采用 WCSP 封装的 28V 16 位 I2C 输出电流、电压和功率监控器
  9. 3系统设计原理
    1. 3.1 输入段
      1. 3.1.1 降压/升压充电器
      2. 3.1.2 电源开启或关闭
    2. 3.2 基于高压电源的 SEPIC 和 Cuk 设计
      1. 3.2.1 SEPIC 和 Cuk 转换器的基本操作原则
      2. 3.2.2 采用具有 SEPIC 和 Cuk 的非耦合电感器的双路高压电源设计
        1. 3.2.2.1 占空比
        2. 3.2.2.2 电感器选型
        3. 3.2.2.3 功率 MOSFET 验证
        4. 3.2.2.4 输出二极管选型
        5. 3.2.2.5 耦合电容器选型
        6. 3.2.2.6 输出电容器选型
        7. 3.2.2.7 输入电容器选型
        8. 3.2.2.8 使用可调节函数对输出电压进行编程
    3. 3.3 设计低压电源
      1. 3.3.1 通过 WEBENCH Power Designer 设计 TPS54218
      2. 3.3.2 ±5V 传输电源生成
    4. 3.4 系统时钟同步
    5. 3.5 电源和数据输出连接器
    6. 3.6 系统电流和功率监控
  10. 4硬件、测试要求和测试结果
    1. 4.1 硬件要求
    2. 4.2 测试设置
    3. 4.3 测试结果
      1. 4.3.1 效率测试结果
      2. 4.3.2 线路调整测试结果
      3. 4.3.3 频谱测试结果
  11. 5设计和文档支持
    1. 5.1 设计文件
      1. 5.1.1 原理图
      2. 5.1.2 BOM
      3. 5.1.3 PCB 布局建议
        1. 5.1.3.1 高压电源布局
    2. 5.2 工具与软件
    3. 5.3 文档支持
    4. 5.4 支持资源
    5. 5.5 商标

1.1 主要系统规格

表 1-1 显示了智能探头电源设计的完整系统规格。该表分为两个部分，分别描述了高压电路和低压电路的规格。

表 1-1 主要系统规格
参数规格详细信息
系统输入电压 (VIN)4.25V–5.5V (USB Type-C)该设计支持 1S 电池输入 (3.3V–4.2V)
外部时钟同步1MHz、500kHz 和 250kHz板载缓冲器或分压器用于提供来自 1MHz 源的同步时钟
高电压电路规范架构：单端初级电感转换器和 Cuk（SEPIC 和 Cuk）
正极输出电压 (VOUT+)最高 75V对称正负输出。可由外部反馈电阻器设置
负极输出电压 (VOUT–)最高 -75V
输出电流 (IOUT)每路电源导轨高达 25mA
总高电压功率 (PHV)2.25W + 2.25W
负载调整率< 2%对称施加在正电源轨和负电源轨上的负载
电压精度< 1%电压精度：负载上正负电源轨之间的电压差
输出电压纹波输出电压的 0.1%
开关频率250kHz
传输低压电源 (±5V) 规范
开关输出电压（正极）5.7V此升压输出可作为输入馈送到高压电源或 –5V 电源以支持 1S 运行。
LDO 输出电压5V
输出电流150mA最大 LDO 输出电流
输出电压纹波10mV (VOUT：5.7V IOUT：1A）
开关输出电压（负极）-5.3V反相降压拓扑
LDO 输出电压-5V
输出电流150mA
输出电压纹波10mV (VOUT：-5.3V IOUT：1A）
接收低压电源规范
具有低噪声 LDO 的 AFE 电源导轨1.2V（最大值 2A）、
1.8V（最大值1A）、		TPS7A96 和 TPS74401 LDO 用于分别跟随在 TPS54218 DC-DC 降压转换器之后的电源轨
开关输出电压2V、1.405V低压降，可更大限度地提高系统效率
DC-DC 输出电压纹波 (1.405V)8mV
500kHz 条件下的 TPS74401 (1.2V) PSRR（输出纹波）-40dB (80µV)
DC-DC 输出电压纹波 (2.0V)8mV
500kHz 条件下的 TPS7A9601 (1.8V) PSRR（输出纹波）-40dB (80µV)
FPGA 功耗电源规范
开关输出电压 1V（最大 0.5A）、
1.8V（最大 0.5A）、2.5V（最大 0.5A）
电感值经过优化，以提高效率并支持 0.5A 的负载电流
最大输出电压纹波15mV
系统功率测量总功率；FPGA 功率和 TX 功率使用 INA231 测量各个子系统的系统电流、电压和功率