探索Enpirion EN2360QI DC - DC转换器评估板：功能与使用指南

在电子设计领域，电源模块的选择和评估至关重要。今天，我们来深入了解一下Altera Enpirion的EN2360QI DC - DC转换器评估板，看看它能为我们带来哪些便利和优势。

文件下载：EVB-EN2360QI.pdf

一、评估板概述

1. 适用范围

这份评估板用户指南适用于安装在编号为06978 rev A的PCB上的EN2360设备，该PCB背面有三个组件。同时，使用时还需参考最新的设备数据表。

2. 集成特性

EN2360QI具有高度集成的特点，它集成了电感器、功率MOSFET、控制器、大量补偿网络以及针对系统故障的保护电路。这种高度集成大大减少了电路板的占用空间和元件数量，相比其他竞争解决方案具有明显优势。

3. 输出电压可编程

通过电阻分压器，用户可以将输出电压设置在0.6V至3.3V的范围内。评估板出厂时配备了4种电阻分压器选项，上拉电阻固定且并联了一个相位超前电容，通过跳线选择4个下拉电阻之一，即可实现不同的输出电压。若要改变输出电压 (V_{OUT}) ，只需保留上拉电阻和电容，更换下拉电阻即可。

4. 电容选择

输入和输出电容采用X5R或X7R多层陶瓷芯片电容，软启动电容是小容量的X7R MLCC。电路板上还预留了多个输入和输出电容的焊盘，方便用户评估不同输入/输出电容组合下的性能。

5. 接口设计

评估板提供了ENA和POK的夹式端子，以及 (12V{IN})、AVIN和 (V{OUT}) 端子的香蕉插孔。此外，还设置了多个信号和GND夹式测试点，用于测量 (V{IN})、(V{OUT}) 和GND节点。

6. 使能引脚

使能引脚根据数据表建议，通过电阻分压器预连接到PVIN和GND。用户也可以通过向ENA夹式端子施加外部信号来控制使能。

7. 时钟同步和频谱扩展

评估板为S_IN输入提供了SMA连接器的焊盘，通过该引脚的开关输入，可使设备时钟与外部信号锁相，将干扰拍频移出频段。向该引脚施加扫频信号可实现扩频操作，降低发射EMI噪声频谱中的峰值。同时，为S_OUT引脚提供了双引脚插头焊盘，可用于将另一个EN2360与S_OUT引脚输出的开关频率同步。

8. 保护设计

评估板具备输入去耦和PVIN（12VIN）反极性保护，可防止常见的设置失误对设备造成损坏。但需注意，AVIN输入没有反极性保护。

二、快速启动指南

1. 检查背面组件

评估板背面有一些额外组件，包括从PVIN到使能再到GND的电阻分压器（原理图中标记为NR1和NR2）。因此，J3不需要跳线，且AVIN测试点TP28左侧的组件FB1不应安装。若电路板背面没有这些组件或FB1仍已安装，请联系Altera电源应用支持。

2. 连接电源

将12V标称电源连接到输入电源连接器12VIN（J7）和GND（J11），并将电源设置为所需电压。注意电源极性，尽管评估板带有反极性保护二极管，但在某些情况下可能无法完全保护设备。

3. 选择AVIN供电方式

根据需求选择AVIN的供电方式。若使用单输入电源模式并使用片上AVINO引脚，在J1上安装短路跳线；若要提供外部AVIN，则移除J1上的跳线，并将3.3V标称电源连接到AVIN（J9）和GND（J11）。需注意，若提供外部AVIN，必须先开启AVIN，再开启PVIN，关闭时顺序相反，否则可能损坏设备。同时，要注意AVIN输入极性，该输入没有反极性保护，且不要在J1跳线安装的情况下施加外部AVIN。

4. 连接负载

将负载连接到输出连接器 (V_{OUT})（J6）和GND（J10）。

5. 选择输出电压设置跳线

根据图2选择输出电压设置跳线。需注意，由于电路板上电阻的公差，每个输出电压设置的公差可能比数据表中指定的VFB引脚公差更大。此外，该版本评估板的环路补偿电路适用于较宽范围的PVIN和 (V{OUT}) 值，若要针对特定的PVIN/ (V{OUT}) 工作点优化环路，请参考数据表中的补偿表。

6. 上电操作

在双电源模式下，先施加AVIN，再施加12VIN；单电源模式下，直接施加12VIN。由于有从PVIN到使能的电阻分压器，EN2360QI此时已上电。此时可进行各种测量，如效率、线路和负载调节、输入/输出纹波、负载瞬态、压降电压等，还可测量过流跳闸电平、短路保护、欠压锁定阈值和输出电压的温度系数。用户也可以使用外部源控制ENA跳线，在双电源模式下，还可以通过移除背面的NR1、在FB1焊盘上短路并使用短路跳线将J3的中点连接到左引脚，将使能连接到AVIN。在尝试各种开关组合之前，请查看数据表中的上电顺序部分。

6A. 上电/下电行为测试

将脉冲发生器（输出禁用）信号连接到ENA下方的夹式测试点和地，设置脉冲幅度为0至2.5伏，脉冲周期为10毫秒，占空比为50%。将示波器探头连接到ENA、SS、POK和 (V{OUT}) ，并确保接地良好。给评估板上电，启用脉冲发生器输出，观察ENA升高和降低时SS电容和 (V{OUT}) 电压的斜坡变化。设备断电时，会以可控方式降低输出电压，然后完全关闭。同时，还可以观察设备上电/下电时POK信号断言/取消断言时的输出电压水平，以及干净的输出电压斜坡和POK信号。

7. 外部时钟同步/扩频模式

若要激活该模式，可能需要在J4处焊接一个SMA连接器，也可以将输入时钟信号引线直接焊接到J4的通孔。先关闭设备电源，将ENA置于禁用位置，连接时钟信号。时钟信号应干净，频率范围符合数据表规定，幅度为0至2.5伏，占空比在20%至80%之间。在S_IN信号禁用的情况下，给设备上电并将ENA跳线置于启用位置，此时设备上电并输出所需电压，以自由运行频率进行开关操作。可以在测试点SW和GND之间观察开关波形。启用S_IN信号后，只要外部时钟参数在规定范围内，内部开关频率将自动与外部施加的频率锁相。通过将示波器探头连接到输入时钟和SW测试点，可以观察锁相情况。通过上下扫描外部时钟频率，直到设备在范围的两个极端刚刚失锁，即可确定锁相范围。对于扩频操作，输入时钟频率可以在锁相范围内的两个频率之间扫描，扫描（抖动）重复率应限制在10kHz。在测量辐射EMI之前，在PCB的输入和输出边缘（C8和C9位置）放置一个10uF/0805、X7R电容，并将PVIN电源和负载连接到电路板上或靠近这些电容的位置。建议仅在单电源模式下进行EMI测试，以简化测试设置。

三、测试建议

1. 电压测量

使用电路板上提供的测试点（TP13至TP16）进行所有输入和输出电压测量，以消除线路和负载电缆上的电压降，避免产生错误读数。

2. 电流测量

使用串联电流表或精确的分流电阻测量输入和输出电流，这在测量效率时尤为重要。

3. 信号测量

使用低环路电感的示波器探头测量开关信号和输入/输出纹波，以避免噪声耦合到探头接地线。输入纹波、输出纹波和负载瞬态偏差最好在相应的输入/输出电容附近测量。如需更准确的纹波测量，请参考Enpirion应用笔记。

4. POK信号监测

评估板为POK信号配备了上拉电阻，可通过标记为POK的夹式引线监测电源OK状态。

5. 过载保护

该产品具有内置短路保护，若需要过载保护，则需使用适当的外部解决方案，具体细节请参考Enpirion应用笔记。

四、物料清单

文档中详细列出了评估板的物料清单，包括各种电容、电阻、二极管、连接器、测试点和芯片等的规格和数量。这为工程师在设计和维护过程中提供了准确的参考。

五、联系信息

若在使用过程中遇到问题，可联系Altera Corporation，其地址为101 Innovation Drive, San Jose, CA 95134，电话为408 - 544 - 7000，官网为www.altera.com。

通过以上介绍，相信大家对Enpirion EN2360QI DC - DC转换器评估板有了更全面的了解。在实际设计中，合理利用评估板的各项功能和特性，将有助于提高电源模块的设计效率和性能。大家在使用过程中遇到过哪些问题呢？欢迎在评论区分享交流。