ADP5135CP - EVALZ評(píng)估板使用指南：開(kāi)啟微電源管理單元評(píng)估之旅

在電子設(shè)計(jì)領(lǐng)域，微電源管理單元（Micro PMU）的性能評(píng)估至關(guān)重要。ADP5135CP - EVALZ評(píng)估板為我們提供了一個(gè)全面評(píng)估ADP5135微電源管理單元的平臺(tái)。下面，我們就來(lái)詳細(xì)了解一下這個(gè)評(píng)估板的相關(guān)內(nèi)容。

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評(píng)估板特性

ADP5135CP - EVALZ評(píng)估板具有眾多出色的特性，為工程師們的評(píng)估工作帶來(lái)了極大的便利。

• 功能全面：它是ADP5135的全功能評(píng)估板，具備獨(dú)立運(yùn)行能力。
• 測(cè)量簡(jiǎn)便：僅需單一電壓源、電壓表、電流表和負(fù)載電阻，就能進(jìn)行簡(jiǎn)單的設(shè)備測(cè)量，包括線路和負(fù)載調(diào)節(jié)。
• 外部組件易訪問(wèn)：方便工程師對(duì)外部組件進(jìn)行操作和觀察。
• 電源排序便捷：每個(gè)通道都有專用的精密使能引腳，便于進(jìn)行電源排序。
• 工廠可編程選項(xiàng)：提供工廠可編程的軟啟動(dòng)和欠壓鎖定（UVLO）選項(xiàng)。
• 輸出監(jiān)測(cè)：配備專用的電源良好（Power - Good）引腳，用于監(jiān)測(cè)輸出電壓。
• 模式可選：可以將降壓轉(zhuǎn)換器從脈沖頻率調(diào)制（PFM）模式切換到脈沖寬度調(diào)制（PWM）模式。

硬件設(shè)置

使能引腳

跳線P17（MODE）

跳線P17用于連接設(shè)備的MODE引腳到地或VIN1。若要強(qiáng)制BUCK1、BUCK2和BUCK3進(jìn)入強(qiáng)制PWM模式，將跳線P17（MODE）的中心觸點(diǎn)連接到頂部引腳，使MODE引腳拉高到VIN1；若要讓它們?cè)谧詣?dòng)PWM/PSM模式下運(yùn)行，將P17（MODE）的中心觸點(diǎn)連接到底部引腳，使MODE引腳拉低到地。

輸入電源

如果輸入電源包含電流表，可以用它來(lái)監(jiān)測(cè)輸入電流。將所有電源引腳連接到主電源的方法是：先將跳線P5（VIN2）的中心觸點(diǎn)連接到頂部引腳，使VIN2連接到VIN1；再將跳線P9連接到左側(cè)引腳，使VIN3連接到VIN1。將電源的正極連接到評(píng)估板的P1（VIN1），負(fù)極連接到P2（GND）。若電源沒(méi)有電流表，則需將電流表與輸入源電壓串聯(lián)。

輸出負(fù)載

可以連接電子負(fù)載或電阻來(lái)設(shè)置負(fù)載電流。若負(fù)載包含電流表或無(wú)需測(cè)量電流，可直接將負(fù)載連接到評(píng)估板，將正負(fù)載連接到某個(gè)通道，如BUCK1的P3（VOUT1），負(fù)負(fù)載連接到P4（GND）。若使用電流表，需將其與負(fù)載串聯(lián)。

輸入和輸出電壓表

使用電壓表測(cè)量輸入和輸出電壓時(shí)，要確保電壓表連接到評(píng)估板的相應(yīng)端子，而不是負(fù)載或電源本身。輸入電壓測(cè)量電壓表的正端連接到評(píng)估板的P21（VIN1_SNS），負(fù)端連接到P22（GND_SNS）；輸出電壓測(cè)量電壓表的正端連接到評(píng)估板的P23（VOUT1_SNS）測(cè)量BUCK1的輸出電壓，負(fù)端連接到P24（GND_SNS）。

上電操作

在連接好電源和負(fù)載后，就可以給評(píng)估板上電。上電前需確保：降壓轉(zhuǎn)換器的電源電壓（VIN1、VIN2和VIN3）范圍在3.0V至5.5V之間；啟用所需通道并監(jiān)測(cè)輸出電壓；若負(fù)載未啟用，需啟用負(fù)載并檢查其是否吸取適當(dāng)電流，輸出電壓是否保持穩(wěn)壓。

設(shè)置降壓轉(zhuǎn)換器輸出電壓

降壓轉(zhuǎn)換器的輸出電壓通過(guò)外部電阻分壓器設(shè)置。也可以根據(jù)ADP5135數(shù)據(jù)手冊(cè)將輸出電壓工廠編程為默認(rèn)值，此時(shí)R1和R2不需要，F(xiàn)B1可以不連接。無(wú)論哪種情況，VOUT1都必須連接到輸出電容，F(xiàn)B1為0.5V。評(píng)估板配有固定電阻，其值是為目標(biāo)輸出電壓選擇的，改變電阻分壓器網(wǎng)絡(luò)的電阻值可以相應(yīng)地改變輸出電壓。

輸出電壓監(jiān)測(cè)的電源良好引腳

每個(gè)降壓轉(zhuǎn)換器都有一個(gè)專用的電源良好輸出，用于監(jiān)測(cè)三個(gè)穩(wěn)壓器的輸出電壓。在ADP5135 LFCSP中，BUCK1的電源良好輸出在引腳6（PG1），BUCK2在引腳2（PG2），BUCK3在引腳1（PG3）。當(dāng)監(jiān)測(cè)的VOUTx低于標(biāo)稱VOUTx水平的85%時(shí)，每個(gè)PGx引腳設(shè)置為邏輯低。電源良好功能還允許對(duì)連接到PGx引腳的外部穩(wěn)壓器進(jìn)行排序和啟用。

性能測(cè)量

輸出電壓紋波測(cè)量

要觀察BUCK1的輸出電壓紋波，將示波器探頭跨接在輸出電容（C4）上，探頭接地端連接電容負(fù)極，探頭尖端連接電容正極。將示波器設(shè)置為交流，10mV/格，2μs/格的時(shí)基，帶寬設(shè)置為20MHz以避免干擾測(cè)量的噪聲。建議縮短示波器探頭的接地環(huán)路以減少耦合。

開(kāi)關(guān)波形測(cè)量

用示波器觀察開(kāi)關(guān)波形時(shí)，將示波器探頭尖端放在電感器末端，探頭接地端接GND。將示波器設(shè)置為直流，2V/格，200ns/格的時(shí)基。MODE引腳設(shè)置為高時(shí)，降壓穩(wěn)壓器在強(qiáng)制PWM模式下運(yùn)行；設(shè)置為低時(shí)，負(fù)載高于預(yù)定義閾值時(shí)在PWM模式下運(yùn)行，負(fù)載電流低于預(yù)定義閾值時(shí)在節(jié)能模式（PSM）下運(yùn)行，可提高輕載效率。

負(fù)載調(diào)節(jié)測(cè)量

通過(guò)增加輸出負(fù)載并觀察輸出電壓的變化來(lái)測(cè)試負(fù)載調(diào)節(jié)。測(cè)量過(guò)程中輸入電壓必須保持恒定。為了減少電壓降，使用短的低電阻導(dǎo)線，特別是對(duì)于接近最大電流的負(fù)載。

線路調(diào)節(jié)測(cè)量

通過(guò)改變輸入電壓并觀察輸出電壓的變化來(lái)測(cè)量線路調(diào)節(jié)。

效率測(cè)量

通過(guò)比較輸入功率和輸出功率來(lái)測(cè)量效率，公式為(eta=frac{V{OUT } × I{OUT }}{V{IN } × I{IN }})。測(cè)量輸入和輸出電壓時(shí)，應(yīng)盡可能靠近輸入和輸出電容，以減少IR降的影響。

電感電流測(cè)量

通過(guò)將電感器的一端從焊盤上移除，并串聯(lián)連接一個(gè)電流環(huán)來(lái)測(cè)量電感電流，也可以將電流探頭連接到該導(dǎo)線。

調(diào)節(jié)器順序連接

通過(guò)跳線連接可以實(shí)現(xiàn)調(diào)節(jié)器的順序上電。將BUCK1的EN1引腳通過(guò)跳線P18連接到VIN1，實(shí)現(xiàn)BUCK1的自動(dòng)啟動(dòng)，其他調(diào)節(jié)器的ENx引腳按順序連接。連接電阻分壓器到VOUT1，當(dāng)BUCK1達(dá)到目標(biāo)水平時(shí)可以激活BUCK2。通過(guò)改變電阻分壓器的連接方式，可以實(shí)現(xiàn)不同的啟動(dòng)順序。

輸出電壓和接地電流測(cè)量

輸出電壓測(cè)量

將電壓源連接到VIN1，電壓表連接到BUCK1的輸出VOUT1，通過(guò)分流器將EN1連接到VIN1以啟用BUCK1，EN2和EN3連接到地以禁用其他通道。測(cè)量VOUT2和VOUT3時(shí)，要確保相應(yīng)通道啟用，并將電壓表連接到相應(yīng)輸出。可以使用電阻作為穩(wěn)壓器的負(fù)載，要確保電阻的功率額定值足以處理預(yù)期的功率損耗，也可以使用電子負(fù)載。

接地電流測(cè)量

將評(píng)估板連接到電壓源和電流表進(jìn)行接地電流測(cè)量。同樣，可以使用電阻或電子負(fù)載作為穩(wěn)壓器的負(fù)載，要確保電壓源能夠提供足夠的電流以滿足預(yù)期的負(fù)載水平。

評(píng)估板原理圖和布局

評(píng)估板提供了詳細(xì)的原理圖和PCB布局，包括頂層、第二層（接地平面）、第三層（電源平面）和底層的布局，方便工程師進(jìn)行深入的分析和設(shè)計(jì)。

訂購(gòu)信息和物料清單

評(píng)估板的物料清單詳細(xì)列出了各個(gè)組件的數(shù)量、參考設(shè)計(jì)號(hào)、描述、制造商和部件號(hào)等信息，為工程師的采購(gòu)和使用提供了便利。同時(shí)，文檔還提供了相關(guān)的鏈接，如其他類似產(chǎn)品和應(yīng)用筆記，供工程師進(jìn)一步參考。

在使用評(píng)估板時(shí)，要注意它是靜電放電（ESD）敏感設(shè)備，需采取適當(dāng)?shù)腅SD預(yù)防措施，避免性能下降或功能喪失。此外，使用評(píng)估板需遵守相關(guān)的法律條款和條件，確保合法合規(guī)使用。各位工程師在實(shí)際應(yīng)用中，不妨多思考如何根據(jù)這些特性和操作方法，更好地發(fā)揮ADP5135的性能，解決實(shí)際遇到的電源管理問(wèn)題。