ADP2384/ADP2386評估板使用指南：開啟高效電源設計之旅

在電子工程師的日常工作中，電源設計是至關重要的一環(huán)。今天，我們將深入探討ADP2384/ADP2386評估板，它為評估20V、4A/6A同步降壓DC - DC調(diào)節(jié)器的性能提供了一個近乎理想的解決方案。

文件下載：ADP2386-EVALZ.pdf

評估板特性與概述

特性亮點

• 寬輸入電壓范圍：支持4.5V至20V的輸入電壓，能適應多種電源環(huán)境。
• 高精度輸出：輸出電壓精度達到±1%，為對電壓精度要求較高的應用提供了可靠保障。
• 集成MOSFET：集成了44mΩ/11mΩ的MOSFET，有助于提高效率和減小電路板尺寸。
• 不同輸出電流能力：ADP2384可提供4A的連續(xù)輸出電流，ADP2386則能達到6A，滿足不同負載需求。
• 可編程開關頻率：開關頻率可在200kHz至1.4MHz之間編程，還能與外部時鐘同步，且支持180°異相同步，為多相電源解決方案提供了可能。
• 其他特性：具備精密使能和電源良好指示、外部補償、內(nèi)部軟啟動（可外部調(diào)節(jié)）以及可啟動到預充電輸出等功能。

總體描述

ADP2384/ADP2386評估板是一個完整的4A/6A、20V降壓調(diào)節(jié)器解決方案。它采用了近乎理想的印刷電路板（PCB）布局，方便用戶評估這兩款調(diào)節(jié)器的性能。評估板的輸出預設為3.3V，開關頻率設置為600kHz，通過更改適當?shù)臒o源元件可以實現(xiàn)不同的輸出電壓設置。其環(huán)境溫度工作范圍為 - 40°C至 + 85°C。

使用評估板

上電操作

評估板在出廠時已完全組裝并經(jīng)過測試。在上電之前，需要注意以下操作：

• 使能調(diào)節(jié)器：通過跳線J6（Enable）來控制調(diào)節(jié)器的開啟和關閉。將J6的中間引腳EN短接到HIGH可使能調(diào)節(jié)器，短接到GND則禁用調(diào)節(jié)器。
• 連接輸入電源：如果輸入電源帶有電流表，可使用該表監(jiān)測輸入電流。將電源的正極端連接到評估板的J7（VIN），負極端連接到J14（GND）。若電源沒有電流表，則需將電流表與輸入電源電壓串聯(lián)連接。
• 連接輸出負載：在連接負載之前，確保評估板處于關閉狀態(tài)。將電子負載或電阻連接到評估板，以設置負載電流。將負載的正極端連接到J10（VOUT），負極端連接到J13（GND）。
• 測量輸入和輸出電壓：使用電壓表測量輸入和輸出電壓，確保電壓表連接到評估板的相應端子，避免因連接到負載或電源而導致測量誤差。測量輸入電壓時，將電壓表的正極端連接到J8（VIN_SENSE），負極端連接到J12（GND_SENSE）；測量輸出電壓時，將正極端連接到J9（VOUT_SENSE），負極端連接到J15（GND_SENSE）。
• 開啟評估板：當電源和負載連接好后，可按以下步驟開啟評估板：確保電源電壓在4.5V至20V之間；確保EN引腳為高電平，并監(jiān)測輸出電壓；開啟負載，檢查負載電流是否正常，并驗證輸出電壓是否保持穩(wěn)定。

性能測量

• 測量開關波形：使用示波器觀察開關波形，將示波器探頭的尖端放在測試點J11（SW），探頭接地端放在J5（GND）。將示波器設置為直流模式，并選擇合適的電壓和時間刻度。開關波形的范圍應在0V和輸入電壓之間交替。
• 測量負載調(diào)節(jié)：通過觀察輸出負載電流增加時輸出電壓的變化來測試負載調(diào)節(jié)性能。為了減小電壓降，應使用短的低電阻導線。
• 測量線路調(diào)節(jié)：改變輸入電壓，在固定輸出電流的情況下檢查輸出電壓的變化。
• 線路瞬態(tài)響應：產(chǎn)生一個階躍輸入電壓變化，使用示波器觀察輸出電壓的響應。
• 負載瞬態(tài)響應：在輸出端產(chǎn)生一個負載電流瞬變，使用示波器觀察輸出電壓的響應。將電流探頭連接到輸出和負載之間的導線上，以捕獲電流瞬變波形。
• 測量效率：通過比較輸入功率和輸出功率來測量效率，公式為(eta=frac{V{OUT } × I{OUT }}{V{I N} × I{I N}})。測量輸入和輸出電壓時，應盡量靠近輸入和輸出電容，以減少電壓降的影響。
• 測量電感電流：將電感的一端從焊盤上移除，并串聯(lián)連接一個電流環(huán)，然后將電流探頭連接到該導線上進行測量。
• 測量輸出電壓紋波：將示波器探頭跨接在輸出電容上，探頭接地端連接到電容的負極端，探頭尖端放在正極端。將示波器設置為交流模式，電壓刻度為10mV/格，時間基準為2μs/格，帶寬為20MHz。為了準確測量高頻輸出紋波，可采用去除示波器探頭護套并纏繞無屏蔽導線的方法，盡量縮短探頭的接地長度。

評估板的修改

改變輸出電壓

通過更換R7和R5電阻的值，可以改變ADP2384/ADP2386的輸出電壓設定點。具體電阻值可參考表1。為了將因FB引腳偏置電流（最大0.1μA）導致的輸出電壓精度下降限制在0.5%以內(nèi)，應確保底部分壓電阻R5小于30kΩ。頂部電阻R7的值可通過公式(R7 = R5 × left(frac{V_{OUT}}{0.6V} - 1right))計算。當輸出電壓改變時，需要重新計算并更改電感（L1）、輸出電容（C9、C10和C11）以及補償元件（R6、C2和C3）的值，以確保穩(wěn)定運行。

改變開關頻率

開關頻率（fSW）的設定點可以通過更換R4電阻的值來改變，公式為(fSW [kHz] = 69,120 / (R4 [kΩ] + 15))。例如，215kΩ的電阻可將頻率設置為300kHz，100kΩ的電阻可將頻率設置為600kHz。當開關頻率改變時，同樣需要重新計算并更改電感、輸出電容和補償網(wǎng)絡的值。

改變軟啟動時間

評估板上ADP2384/ADP2386的軟啟動時間預設為4ms。若要改變軟啟動時間tSS，可通過公式(C1 [nF] = 5.33 × tSS [ms])更換C1電容的值。

外部同步

若要將調(diào)節(jié)器與外部時鐘信號同步，可將外部時鐘信號施加到評估板的J1（SYNC）。時鐘信號的邏輯高電平應在1.3V至5V之間，邏輯低電平應低于0.4V，外部時鐘脈沖寬度應大于100ns，頻率范圍在200kHz至1.4MHz之間。在同步過程中，調(diào)節(jié)器工作在CCM模式，開關波形的上升沿與外部時鐘的上升沿相差180°。為了實現(xiàn)可靠同步，應將一個電阻從RT引腳連接到GND（R4），將內(nèi)部振蕩器編程為運行在外部同步時鐘信號的90%至110%。

評估板的其他信息

原理圖和布局

文檔中提供了ADP2384和ADP2386的評估板原理圖以及PCB布局圖，包括各層的詳細信息，這對于深入了解評估板的電路結構和設計非常有幫助。

訂購信息和物料清單

文檔還列出了ADP2384和ADP2386評估板的訂購信息和物料清單，詳細說明了各元件的型號、數(shù)量和供應商等信息，方便工程師進行采購和替換。

注意事項

評估板是靜電放電（ESD）敏感設備，使用時應采取適當?shù)腅SD預防措施，以避免性能下降或功能喪失。同時，使用評估板時需要遵守相關的法律條款和條件，包括使用許可、保密要求、限制使用范圍、終止協(xié)議等內(nèi)容。

ADP2384/ADP2386評估板為工程師提供了一個便捷、高效的平臺來評估這兩款同步降壓DC - DC調(diào)節(jié)器的性能。通過合理使用和修改評估板，工程師可以更好地滿足不同應用的需求，為電源設計帶來更多的可能性。你在使用類似評估板的過程中遇到過哪些問題呢？歡迎在評論區(qū)分享你的經(jīng)驗和見解。