ADP2116評估板：功能、使用與性能分析

在電子設計領(lǐng)域，評估板是工程師們了解和測試新器件的重要工具。今天，我們就來深入探討一下ADP2116評估板（EVAL - ADP2116），看看它有哪些特點、如何使用以及性能表現(xiàn)如何。

文件下載：ADP2116-BL1-EVZ.pdf

評估板概述

ADP2116評估板是基于ADP2116可配置雙3A/單6A同步降壓DC - DC調(diào)節(jié)器設計的完整雙路降壓DC - DC轉(zhuǎn)換器。它為用戶提供了一個全面展示ADP2116功能和可配置性的平臺，可用于演示器件特性、模擬用戶電路中的功能以及評估其性能。

主要特性

• 輸出配置靈活：支持雙3A/3A或3A/2A輸出，也可組合為單6A輸出。
• 輸入電壓范圍廣：輸入電壓VIN為2.75V至5.5V。
• 輸出電壓可選：提供0.8V、1.2V、1.5V、1.8V、2.5V、3.3V等固定輸出電壓，也可調(diào)節(jié)至最低0.6V。
• 開關(guān)頻率可選：可選擇300kHz、600kHz、1.2MHz，也能從200kHz至2MHz同步。
• 其他特性：具有可配置的SYNC輸入或CLKOUT輸出、兩個獨立使能輸入、兩個電源良好輸出，以及外部可編程軟啟動功能。評估板尺寸為3 - 9/16英寸×2 - 5/8英寸。

使用評估板

上電操作

評估板在交付時已完全組裝和測試。上電前，需注意以下幾點：

• 輸入電源：電源電壓不得超過ADP2116的最大工作輸入電壓5.5V。將電源負極連接到評估板的J2（GND）插孔，正極連接到J1（VIN +）插孔。
• 輸出負載：連接負載前，確保輸出電壓不超過負載的最大工作電壓范圍。對于通道1，將負載負極連接到J4（GND1），正極連接到J3（+ VOUT1）；對于通道2，將負載負極連接到J5（GND2），正極連接到J6（+ VOUT2）。對于單交錯輸出配置，需焊接Link CB3將通道1和通道2的輸出短路，負載連接方式類似。
• 使能和禁用DC - DC轉(zhuǎn)換器：HEADER3 EN1用于控制通道1，HEADER3 EN2用于控制通道2?？赏ㄟ^將中間引腳短接到VIN +或施加2.0V至5.5V直流電壓來啟用通道，短接到GND或施加低于0.8V的正直流電壓來禁用通道。在單交錯輸出配置中，EN1和EN2信號在Circuit Breaker CB1處連接，可使用其中一個來同時控制兩個通道。
• 輸入和輸出電壓測量：使用電壓表測量輸入電壓VIN時，將負極探頭連接到T2（GND），正極探頭連接到T1（VIN +）。測量通道1輸出電壓VOUT1時，負極探頭連接到T4（GND1），正極探頭連接到T3；測量通道2輸出電壓VOUT2時，負極探頭連接到T5（GND2），正極探頭連接到T6。對于單交錯輸出配置，負極探頭連接到T7（GND），正極探頭連接到T3或T6。
• 外部同步：要將DC - DC轉(zhuǎn)換器同步到外部時鐘，需將HEADER3 SCFG中間引腳短接到GND，然后將外部時鐘信號施加到Test Point TP1 SYNC/CLKOUT。時鐘信號邏輯高電平為2.0V至輸入電源電壓VIN，邏輯低電平低于0.8V，脈沖寬度大于100ns，頻率fSYNC等于目標PWM開關(guān)頻率fSW的兩倍。
• 內(nèi)部時鐘輸出：將HEADER3 SCFG中間引腳短接到VIN +，可在Test Point TP1（SYNC/CLKOUT）獲得ADP2116內(nèi)部時鐘。內(nèi)部時鐘頻率fCLKOUT是轉(zhuǎn)換器開關(guān)頻率fSW的兩倍，且相位偏移90°。
• PGOOD1和PGOOD2信號：當通道1啟用且輸出電壓VOUT1在調(diào)節(jié)范圍內(nèi)時，Test Point PGOOD1的邏輯信號為高；通道2同理。在單雙相交錯輸出配置中，PGOOD1和PGOOD2信號在Circuit Breaker CB2處連接，可使用其中一個測試點監(jiān)測轉(zhuǎn)換器輸出電壓是否在調(diào)節(jié)范圍內(nèi)。

評估DC - DC轉(zhuǎn)換器性能

• 開關(guān)波形觀察：使用示波器觀察開關(guān)波形時，將探頭尖端放置在與ADP2116的SWx引腳相連的電感L1（通道2為L2）末端，探頭接地連接到GND。
• 輸出電壓紋波觀察：將示波器探頭尖端放置在轉(zhuǎn)換器輸出端（通道1為T3，通道2為T6），探頭接地引線連接到T7（GND），并將示波器輸入設置為交流耦合。
• 效率測量：通過比較轉(zhuǎn)換器的測量輸入功率和輸出功率來計算效率η，公式為η = (VOUT × IOUT) / (VIN × IIN)。
• 線路調(diào)節(jié)測量：改變輸入電壓并測量輸出電壓的變化。
• 負載調(diào)節(jié)測量：增加輸出負載電流并測量輸出電壓的變化。
• 線路瞬態(tài)響應：產(chǎn)生階躍輸入電壓（VIN）變化，使用示波器觀察輸出電壓VOUT1（通道2為VOUT2）的行為。
• 負載瞬態(tài)響應：在輸出端（VOUT1或VOUT2）產(chǎn)生負載電流瞬變，使用示波器觀察輸出電壓響應，并使用電流探頭可視化電流瞬變。

評估板修改

改變操作模式設置

可通過更換配置電阻R13和R14的值來改變ADP2116 DC - DC轉(zhuǎn)換器的操作模式，該配置可設置通道2的電流限制，并啟用或禁用輕載時的脈沖跳過模式。

改變輸出電壓

更換電阻R15、R16、R17和R18的值可改變轉(zhuǎn)換器的輸出電壓設定點。當使用ADP2116的可調(diào)輸出電壓版本時，輸出電壓VOUT1由電阻分壓器R5/R6設置，VOUT2由電阻分壓器R11/R12設置。計算所需電阻值時，需先確定底部分壓電阻R6（通道2為R12）的值，確保分壓電流ISTRING大于20μA，再計算頂部電阻R5（通道2為R11）的值。同時，改變輸出電壓時，需重新計算并更改電感和輸出電容等外部元件的值，以確保穩(wěn)定運行。

改變開關(guān)頻率

更換電阻R19的值可改變開關(guān)頻率fsw。改變開關(guān)頻率時，同樣需要重新計算并更改電感、輸出電容和補償元件的值。

改變軟啟動時間

評估板上ADP2116的軟啟動時間編程為1ms?？赏ㄟ^更換電容C7（通道2為C9）的值來改變軟啟動時間tSS，公式為C7[nF] = 10 × tSS[ms]（通道2同理）。

組合兩個通道為單輸出

要實現(xiàn)單交錯雙相輸出，需進行以下修改：

• 焊接CB3上的橋接，使+ VOUT1和+ VOUT2輸出短路。
• 短接CB1連接EN1和EN2信號。
• 短接CB2連接PGOOD1和PGOOD2信號。
• 短接CB4連接FB1和FB2信號。
• 短接CB5連接COMP1和COMP2信號。
• 設置R15 = R17，R16 = R18，使兩個通道輸出電壓相同。
• 設置R13為0Ω，R14開路，選擇并設置操作模式為3A/3A強制PWM配置。

典型性能特性與其他信息

文檔中還給出了ADP2116評估板的典型性能特性，包括效率與負載關(guān)系、線路調(diào)節(jié)、負載調(diào)節(jié)等方面的圖表。此外，還有Bode圖用于分析系統(tǒng)的頻率響應，以及評估板的原理圖、PCB布局、物料清單和訂購信息等內(nèi)容。

ADP2116評估板為工程師提供了一個便捷的平臺來測試和評估ADP2116調(diào)節(jié)器的性能。通過靈活的配置和可修改性，它能夠滿足不同應用場景的需求。在實際使用中，工程師們可以根據(jù)具體需求對評估板進行調(diào)整，以實現(xiàn)最佳的性能表現(xiàn)。大家在使用評估板的過程中，有沒有遇到過一些特別的問題呢？歡迎在評論區(qū)分享交流。