ADP1850SP评估板：高效电源解决方案的深度剖析

在电子设计领域，电源管理是一个至关重要的环节。今天，我们将深入探讨Analog Devices公司的ADP1850SP评估板，它为电源设计提供了一个高效、紧凑且低成本的解决方案。

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评估板特点

ADP1850SP评估板具有诸多令人瞩目的特点。其输入范围为10 V至20 V，能够适应多种电源环境。提供3.3 V和1.8 V两种输出电压，且每个通道的输出电流可达14 A，满足了不同负载的需求。开关频率设定为600 kHz，在效率和功率组件尺寸之间取得了良好的平衡。此外，该评估板可在PWM（脉冲宽度调制）或PSM（脉冲跳跃模式）下运行，设计紧凑、成本低且效率高。

ADP1850器件介绍

ADP1850是一款双通道降压开关控制器，集成了用于外部N沟道同步功率MOSFET的驱动器。两个PWM输出相位相差180°，有效降低了输入RMS纹波电流，从而减少了所需的输入电容。两个输出还可以组合用于双相PWM操作，可提供超过50 A的输出电流，并且内部参数经过优化以实现电流共享。

值得一提的是，ADP1850集成了升压二极管，降低了整体系统成本和组件数量。它可以在轻负载下设置为脉冲跳跃、高效模式，或在PWM连续导通模式下运行。此外，该器件还具备外部可调软启动、输出过压保护、外部可调电流限制、电源良好指示、跟踪功能以及可编程振荡器频率（范围从200 kHz到1.5 MHz）等特性。在-40°C至+85°C的温度范围内，输出电压精度为±0.85%；在-40°C至+125°C的结温范围内，精度为±1.5%。该控制器可由2.75 V至20 V的电源供电，并采用32引脚5 mm × 5 mm LFCSP封装。

组件设计

电感选择

选择了Würth Elektronik的744325120电感，其电感值为1.2 μH，平均电流额定值为20 A。这款电感采用铁氧体磁芯，具有低RDC（直流电阻）和低磁芯损耗的特点，体积紧凑且性能出色。

输入电容

由于多层陶瓷电容器（MLCC）具有极低的ESR（等效串联电阻）和高输入电流额定值，每个通道的输入选择了两个1210尺寸的10 μF MLCC作为输入电容。此外，还选用了Sanyo的150 μF OS-CON™（带有导电聚合物的铝固体电容器）用于过滤输入电源中的低频噪声。

输出电容

输出轨采用了POSCAP™聚合物电容器和MLCC的组合。聚合物电容器具有低ESR和高电流纹波额定值，将其与MLCC并联使用可以有效降低电压纹波。每个输出选择了两个330 μF POSCAP电容器和两个22 μF MLCC。

MOSFET选择

对于低输出或低占空比的情况，选择上升和下降时间快、输入电容低的高端MOSFET，以最小化充电和开关功率损耗。对于同步整流器（低端MOSFET），选择具有低(R{DSON})的MOSFET，因为其开关速度不是关键因素，且低端MOSFET不存在开关功率损耗。具体而言，高端MOSFET选用了Infineon Technologies的BSC080N03LS，采用PG - TDSON - 8或Super - SO8封装，具有低输入电容（1.2 nF）和快速过渡时间（3 ns）；低端MOSFET选用了BSC030N03LS，在VGS为4.5 V时(R{DSON})为4.7 mΩ。

测试结果

测试结果直观地展示了评估板的性能。在效率测试中，当输入电压为12 V、频率为600 kHz时，不同输出电压下的效率曲线清晰地显示了评估板在不同负载下的效率表现。线调节测试表明，输出电压在输入电压变化时的稳定性良好。负载调节测试则反映了输出电压在负载变化时的波动情况。此外，输出纹波和阶跃负载瞬态测试结果也显示了评估板在动态负载下的稳定性能。

评估板操作说明

操作评估板时，需要按照以下步骤进行：

1. 将跳线J3（EN1）连接到高电平位置，以启用ADP1850的通道1。
2. 将跳线J2（EN2）连接到高电平位置，以启用通道2。
3. 将跳线J4（FREQ）连接到高电平位置，以实现600 kHz的操作。
4. 将跳线J1（SYNC）连接到高电平位置用于PWM操作，或连接到低电平位置用于PSM操作。
5. 将输入电源的正极连接到输入端子T1，输入范围为10 V至20 V。

PCB布局相关信息

该评估板的PCB布局并非以最小化PCB面积为优化目标，而是便于用户使用手工烙铁轻松拆卸和更换任何组件，从而在不获取新PCB布局的情况下修改现有设计。补偿组件的物理尺寸为0603，便于手工焊接。此外，评估板上还设有额外的输入大容量电容器、输出滤波电容器和MOSFET的占位符，用户可以根据需要移除、添加或更改这些功率组件，以实现特定的设计目标。虽然评估板上的跟踪功能（TRK1和TRK2通过0 Ω假电阻上拉到VCCO）未被使用，但如果需要，用户可以移除0 Ω假电阻并添加外部电阻组件来实现所需的跟踪功能。同时，评估板还设有许多测试点，方便用户使用示波器评估ADP1850的性能。

订购信息和物料清单

文档中提供了详细的订购信息和物料清单，包括各个组件的数量、参考设计符、描述、制造商和零件编号等，为用户采购和使用评估板提供了便利。

总的来说，ADP1850SP评估板为电子工程师提供了一个优秀的电源设计平台，其丰富的功能和良好的性能表现使其在电源管理领域具有重要的应用价值。你在使用类似评估板时是否也遇到过一些有趣的问题或挑战呢？欢迎在评论区分享你的经验。