ZHCACS3 june 2023 TPS7H4010-SEP
3 测试结果
在 -12V、-6V 和 -1.8V 条件下进行了测试，以显示 TPS7H4010-SEP 的反相降压/升压拓扑能够承受的范围。在 12V 输入端顶部使用 5V 输入电压进行了 -6V 电压轨和 -1.8V 电压轨测试，以显示较低输入电压下的行为。以下各图显示了每个被测电压轨的典型波形和测试结果。请注意，除 5 Vin 至 -6 Vout 外的每个电压轨都在高达 3A 的电流下进行了测试。对于 5 Vin 至 -6 Vout 电压轨，波形是在 2A 电流下捕获的，因为使用 EVM 时，稳压在超过 2.5A 时开始变得不稳定。如设计部分所述，这可通过更改电容和电感值进行优化。图 3-1 中显示了 TPS7H4010EVM 的 -1.8V 电压轨原理图。
采取了传统交流响应方法，但发现其不准确，因此传统方法未包括在内。瞬态响应表明，反相降压/升压拓扑中的器件在测试条件下仍保持稳定。
图 3-1 TPS7H4010EVM 1.8V 电源轨原理图图 3-2 显示了在 100mA 至 3A 范围内，12V 输入和 -12V 输出的测试效率。
图 3-2 12V 至 -12V 效率图 3-3 显示了 12V 输入和 -12V 输出的瞬态响应。输出电流从 280mA 上升到 2.76A。在负载阶跃的正边沿上，瞬态的峰值为 236mV。在负边沿上，瞬态的谷值为 -204mV。
图 3-3 12V 至 -12V 负载瞬态图 3-4 显示了负载电流为 3A 时 12V 输入和 -12V 输出条件下的开关节点。开关频率为 999.5kHz
图 3-4 3A 时的 12V 至 -12V 开关节点图 3-5 显示了负载电流为 3A 时 12V 输入和 -12V 输出条件下的输入纹波，为 396mV。
图 3-5 3A 时的 12V 至 -12V 输入纹波图 3-6 显示了负载电流为 3A 时 12V 输入和 -12V 输出条件下的输出纹波，为 115mV。
图 3-6 3A 时的 12V 至 -12V 输出纹波图 3-7 显示了 Vin 和 Vout 的启动波形。Vin 需要 12.1ms 才能达到 12V，Vout 需要 7.76ms 才能达到 -12V。
图 3-7 -12V 启动图 3-8 显示了在 100mA 至 3A 范围内，12V 输入和 -6V 输出的测试效率。
图 3-8 12V 至 -6V 效率图 3-9 显示了 12V 输入和 -6V 输出的瞬态响应。输出电流从 320mA 上升到 2.84A。在负载阶跃的正边沿上，瞬态的峰值为 132mV。在负边沿上，瞬态的谷值为 -60mV。
图 3-9 12V 至 -6V 负载瞬态图 3-10 显示了负载电流为 3A 时 12V 输入和 -6V 输出条件下的开关节点。开关频率为 999.8kHz。
图 3-10 3A 时的 12V 至 -6V 开关节点图 3-11 显示了负载电流为 3A 时 12V 输入和 -6V 输出条件下的输入纹波，为 214mV。
图 3-11 3A 时的 12V 至 -6V 输入纹波图 3-12 显示了负载电流为 3A 时 12V 输入和 -6V 输出条件下的输出纹波，为 94mV。
图 3-12 3A 时的 12V 至 -6V 输出纹波图 3-13 显示了 Vin 和 Vout 的启动波形。VIN 需要 11.48ms 才能达到 12V，Vout 需要 7.48ms 才能达到 -6V。
图 3-13 12V 至 -6V 启动图 3-14 显示了在 100mA 至 3A 范围内，5V 输入和 -6V 输出的测试效率。
图 3-14 5V 至 -6V 效率图 3-15 显示了 5V 输入和 -6V 输出的瞬态响应。输出电流从 310mA 上升到 1.83A。在负载阶跃的正边沿上，瞬态的峰值为 132mV。在负边沿上，瞬态的谷值为 -68mV。
图 3-15 5V 至 -6V 负载瞬态图 3-16 显示了负载电流为 2A 时 5V 输入和 -6V 输出条件下的开关节点。开关频率为 999.8kHz。
图 3-16 2A 时的 5V 至 -6V 开关节点图 3-17 显示了负载电流为 2A 时 5V 输入和 -6V 输出条件下的输入纹波，为 224mV。
图 3-17 2A 时的 5V 至 -6V 输入纹波图 3-18 显示了负载电流为 2A 时 5V 输入和 -6V 输出条件下的输出纹波，为 97mV。
图 3-18 2A 时的 5V 至 -6V 输出纹波图 3-19 显示了 Vin 和 Vout 的启动波形。Vin 需要 4.5ms 才能达到 5V，Vout 需要 7.7ms 才能达到 -6V。
图 3-19 5V 至 -6V 启动图 3-20 显示了在 100mA 至 3A 范围内，12V 输入和 -1.8V 输出的测试效率。
图 3-20 12V 至 -1.8V 效率图 3-21 显示了 12V 输入和 -1.8V 输出的瞬态响应。输出电流从 320mA 上升到 2.76A。在负载阶跃的正边沿上，瞬态的峰值为 42mV。在负边沿上，瞬态的谷值为 -12mV
图 3-21 12V 至 -1.8V 负载瞬态图 3-22 显示了负载电流为 3A 时 12V 输入和 -1.8V 输出条件下的开关节点。开关频率为 1.008MHz。
图 3-22 3A 时的 12V 至 -1.8V 开关节点图 3-23 显示了负载电流为 3A 时 12V 输入和 -1.8V 输出条件下的输入纹波，为 190mV。
图 3-23 3A 时的 12V 至 -1.8V 输入纹波图 3-24 显示了负载电流为 3A 时 12V 输入和 -1.8V 输出条件下的输出纹波，为 48mV。
图 3-24 3A 时的 12V 至 -1.8V 输出纹波图 3-25 显示了 Vin 和 Vout 的启动波形。Vin 需要 12.2ms 才能达到 12V，Vout 需要 7.22ms 才能达到 -1.8V。
图 3-25 12V 至 -1.8V 启动
图 3-26 5V 至 -1.8V 效率图 3-27 显示了 5V 输入和 -1.8V 输出的瞬态响应。输出电流从 320mA 上升到 2.76A。在负载阶跃的正边沿上，瞬态的峰值为 48mV。在负边沿上，瞬态的谷值为 -16mV。
图 3-27 5V 至 -1.8V 瞬态图 3-28 显示了负载电流为 3A 时 5V 输入和 -1.8V 输出条件下的开关节点。开关频率为 1.008MHz。
图 3-28 3A 时的 5V 至 -6V 开关节点图 3-29 显示了负载电流为 3A 时 5V 输入和 -1.8V 输出条件下的输入纹波，为 264mV。
图 3-29 3A 时的 5V 至 -1.8V 输入纹波图 3-30 显示了负载电流为 3A 时 12V 输入和 -1.8V 输出条件下的输出纹波，为 80.8mV。
图 3-30 3A 时的 5V 至 -1.8V 输出纹波图 3-31 显示了 Vin 和 Vout 的启动波形。Vin 需要 4.4ms 才能达到 12V，Vout 需要 7.6ms 才能达到 -1.8V。
图 3-31 5V 至 -1.8V 启动（深蓝色表示 Vout，浅蓝色表示 Vin）