ADP1853-EVALZ评估板：高效降压DC - DC控制器的理想之选

在电子设计领域，电源管理模块的性能直接影响着整个系统的稳定性和效率。今天，我们就来深入探讨一下ADI公司的ADP1853-EVALZ评估板，它为ADP1853降压DC - DC控制器的评估提供了一个便捷且高效的平台。

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评估板特性

ADP1853-EVALZ评估板具有一系列令人瞩目的特性。其输入电压范围为9V至15V，输出电压稳定在3.3V，最大输出电流可达20A，开关频率为300kHz。它支持PWM（脉冲宽度调制）或PSM（脉冲跳跃模式）工作模式，不仅设计用于评估ADP1853的功能，而且具有很高的灵活性，便于重新配置和修改。

ADP1853器件介绍

ADP1853是一款集成了N沟道同步功率MOSFET驱动器的降压开关控制器。它的开关频率可以同步到施加在SYNC输入的外部时钟信号，并且拥有一个时钟输出CLKOUT，可用于同步其他控制器，CLKOUT频率与开关频率相同，但相位相差180°。

值得一提的是，ADP1853集成了升压二极管，降低了整体系统成本和元件数量。它可以在轻负载时设置为脉冲跳跃、高效模式（PSM），也可以在PWM连续导通模式下工作。此外，该控制器还具备外部可调软启动、输出过压保护、外部可编程电流限制、电源良好指示、跟踪功能以及可编程振荡器频率（范围从200kHz到1.5MHz）等特性。在 - 40°C至 + 125°C的结温范围内，其参考电压精度为±1%，可以由2.75V至20V的电源供电，采用20引脚4mm×4mm的LFCSP封装。

组件设计

ADIsimPower设计工具

ADP1853得到了ADIsimPower™设计工具集的支持。这个工具集可以根据特定的设计目标生成完整的电源设计，用户可以在几分钟内生成完整的原理图、物料清单并计算性能。它能在考虑IC和所有实际外部组件的工作条件和限制的情况下，对设计进行成本、面积、效率和元件数量的优化。用户可以在www.analog.com/ADIsimPower找到该工具，还能通过它申请未组装的电路板。

电感选择

评估板选用了Coilcraft SER1412 - 102ME电感，电感值为1µH，饱和电流为32A。这种带扁平线绕组磁芯的屏蔽电感具有极低的直流电阻（典型值为1.3mΩ）。

输入电容

由于多层陶瓷电容器（MLCC）具有低等效串联电阻（ESR）和高输入电流额定值，评估板在高端功率MOSFET附近选择了一个10µF的MLCC作为输入电容。此外，还选用了三洋的150µF的OS - CON™电容（带有导电聚合物的铝固体电容）来过滤输入电源中的低频噪声。

输出电容

输出轨采用了330µF的POSCAP™聚合物电容和22µF的MLCC的组合。聚合物电容具有低ESR和高电流纹波额定值，将聚合物电容和MLCC并联使用能有效降低电压纹波。

MOSFET选择

对于低输出或低占空比的情况，高端MOSFET应选择具有快速上升和下降时间以及低输入电容的型号，以最小化充电和开关功率损耗。而同步整流器（低端MOSFET）则应选择具有低导通电阻（RDSON）的型号，因为它在开关周期的大部分时间内导通电流，对传导损耗的贡献比高端MOSFET更大。评估板中，高端MOSFET选用了英飞凌的BSC052N03LS（PG - TDSON - 8封装），它具有低输入电容（典型值770pF）和快速过渡时间（典型导通延迟为2.4ns）；低端MOSFET选用了英飞凌的BSC090NS，其RDSON在VGS为4.5V时最大为3.5mΩ。

测试结果

评估板的测试结果展示了其良好的性能。在效率测试中，当输入电压VN = 12V，输出电压Vout = 3.3V，振荡频率fOSC = 300kHz时，不同负载下的效率曲线清晰可见。在轻负载时，脉冲跳跃模式能有效提高效率；而在重负载时，PWM模式能保证稳定的输出。

线调节测试显示，在输出电压Vout = 3.3V，开关频率fsw = 300kHz，负载为20A的情况下，输入电压在9V至15V范围内变化时，线调节率保持在较低水平。

负载调节测试表明，当输入电压V0 = 12V，输出电压Vout = 3.3V，开关频率fSW = 300kHz时，负载电流从0A变化到20A，负载调节率也能满足设计要求。

此外，开关波形和VOUT瞬态响应测试也展示了评估板在不同负载情况下的稳定性能。

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JP2（EN）用短路片连接到低位置（禁用）。
2. 将跳线JP1（FRQ）用短路片连接到低位置，以实现300kHz的工作频率。
3. 将跳线JP5（SYNC）用短路片连接到高位置以进行PWM操作，或连接到低位置以在轻负载时进行脉冲跳跃操作。
4. 将电源连接到板的输入端子VIN +和GND，并施加12V电压。
5. 将跳线JP2（EN）连接到高位置以启用ADP1853。

PCB布局及其他信息

评估板的PCB布局并非以最小化PCB面积为优化目标，而是为了方便用户使用手工烙铁轻松拆卸和更换任何组件，以便在不获取新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。板上还预留了输出滤波电容、高端和低端MOSFET以及输入陶瓷去耦电容的额外占位符，用户可以根据特定设计目标移除、添加或更改这些功率组件，包括电感。

评估板未使用通过100kΩ电阻（R4）将TRK上拉到VCCO的跟踪功能。如果需要跟踪功能，用户可以移除电阻R4，并放置一个电阻分压器（R8/R9）来配置所需的跟踪功能。若要研究精确使能功能，可以移除JP2的短路片，并向TP2 EN施加外部电压。若要编程更高的欠压锁定（UVLO）阈值，可以放置所需的电阻分压器（R3/R5）。

订购信息和物料清单

文档中还提供了评估板的订购信息和详细的物料清单，包括各种电容、电阻、电感、MOSFET、跳线、测试点等组件的型号、数量和制造商等信息，方便用户进行采购和替换。

总的来说，ADP1853-EVALZ评估板为工程师提供了一个全面评估ADP1853降压DC - DC控制器性能的平台。其丰富的特性、灵活的设计和良好的测试结果，使其成为电源管理设计中的一个有力工具。你在使用类似评估板时遇到过哪些问题呢？欢迎在评论区分享你的经验。