Texas Instruments TPS7H1210EVM評估模塊設計旨在評估輸入電源范圍為-3V至-16.5V與1A電流的TPS7H1210-SEP負電壓線性穩壓器。應用包括模擬電路電源、數據轉換器、后置直流-直流轉換器調節和紋波濾波以及空間受限區域的輻射硬化超清潔模擬電源。

數據手冊：*附件：Texas Instruments TPS7H1210EVM評估模塊數據手冊.pdf

特性

• 低噪聲、高電源抑制比 (PSRR)
• 寬輸入電壓范圍：-3V至-16.5V
• 可調輸出電壓范圍：-1.18V至-15.5V
• 輸出電流高達1A
• 內置電流限制和熱關斷保護

布局

TPS7H1210EVM評估模塊深度技術解析

一、產品核心特性與應用領域

TPS7H1210EVM是德州儀器專為評估TPS7H1210-SEP負壓線性穩壓器設計的評估模塊，具有以下突出特性：

? 關鍵特性參數： ?

• 輸入電壓范圍：-3V至-16.5V
• 輸出電壓范圍：-1.18V至-15.5V（通過電阻網絡可調）
• 最大輸出電流：1A（受散熱條件限制）
• 典型壓降電壓(VDO)：500mV（最壞工況）
• 低噪聲設計：10Hz-100kHz積分RMS噪聲僅27.2μVRMS

? 目標應用場景： ?

1. ?航天電子系統?：特別適合低地球軌道(LEO)空間應用
2. ?衛星電源系統?：為衛星電氣動力系統(EPS)提供穩定負壓
3. ?精密模擬電路?：
   • 數據轉換器(ADC/DAC)供電
   • 運算放大器負壓電源
   • 成像傳感器供電
4. ?后級穩壓濾波?：用于DC-DC轉換器輸出后的二次穩壓

二、硬件架構與接口配置

1. 電源接口系統

? 輸入接口： ?

• J1/J4(-VIN)：負電壓輸入香蕉插孔/SMA接口
• J6(GND)：輸入接地返回端

? 輸出接口： ?

• J2/J5(-VOUT)：穩壓輸出香蕉插孔/SMA接口
• J7(GND)：輸出接地返回端

? 特殊設計考慮： ?

• 輸入引線建議采用雙絞線并盡量縮短長度以降低EMI
• 引線長度超過6英寸時需在J1-J6間增加47μF電解電容(C5位置)

2. 控制與監測接口

? 使能控制(J3)： ?

• 引腳2-3短接：強制使能（EN接VIN）
• 引腳1-2短接：強制禁用（EN接GND）
• 無跳線：通過電阻分壓器使能（約40% VIN）

? 測試點配置： ?

• TP1：-VIN接入點
• TP2/TP3：-VOUT監測點（TP2位于R1電阻前）
• TP4/TP5：GND參考點

三、典型配置與操作指南

1. 輸出電壓設置方法

輸出電壓通過RFB_TOP和RFB_BOT電阻分壓網絡調節，計算公式為：

VOUT = -1.182V × (1 + RFB_TOP/RFB_BOT)

? 默認配置： ?

• RFB_TOP = 34.0kΩ
• RFB_BOT = 10.5kΩ
• 輸出電壓 = -5V

? 設計注意事項： ?

• 反饋網絡電流應≥5μA（公式驗證：(VOUT)/(RFB_TOP+RFB_BOT)≥5μA）
• 避免使用前饋電容(C1)，可能導致FB引腳在關斷時出現正電壓

2. 標準操作流程

1. ? 初始設置： ?
   • 確認輸入電源設置為-6V（絕對值＞5.5V）
   • 連接負載（≤1A）至J2(-VOUT)和J7(GND)
2. ? 啟用步驟： ?
   • 跳線J3設置為引腳2-3短接（推薦初始配置）
   • 或移除J3跳線通過分壓器使能
3. ? 測試調整： ?
   • 通過SMA接口(J4/J5)連接示波器（設置為高阻抗）
   • 根據需要調整輸入電壓和負載

? 重要警告： ? 高|VIN-VOUT|差值在大負載電流下會導致顯著功耗，需計算|VIN-VOUT|×ILOAD確保不超過熱限值

四、性能測試數據與波形分析

1. 動態響應特性

? 負載瞬態響應： ?

• 1mA?500mA階躍響應時間：＜100μs
• 輸出電壓偏差：＜50mV（條件：VIN=-6V, VOUT=-5V）

? 啟停時序： ?

• 軟啟動時間：約120ms（CNR_SS=100nF時）
• 使能至輸出穩定時間：＜1ms

2. 關鍵性能指標

? 電源抑制比(PSRR)： ?

• 低頻段(10Hz)：＞60dB
• 1kHz處：＞40dB
• 100kHz處：＞20dB

? 噪聲頻譜： ?

• 10Hz點噪聲：約3μV/√Hz
• 1kHz點噪聲：約0.03μV/√Hz
• 10kHz以上：＜0.01μV/√Hz

五、PCB設計要點

1. 層疊結構

? 四層板設計： ?

• 頂層：元件布局與關鍵信號走線
• 內層1/2：完整地平面與電源分割
• 底層：輔助元件與測試點

2. 熱管理設計

? 重點散熱區域： ?

• U1(TPS7H1210-SEP)本體
• 電流檢測電阻R1(0Ω)
• 輸出電容組(C10-C12)

? 優化措施： ?

• 關鍵發熱元件周圍布置散熱過孔陣列
• 大電流路徑采用寬銅箔設計（最小寬度100mil）

六、物料選型建議

? 核心元件清單： ?