1.2A、20V非同步降压调节器评估板使用指南

一、引言

在电子设计中，降压调节器是常见且关键的元件。ADP2300/ADP2301评估板为我们提供了一个便捷的平台，用于评估1.2A、20V非同步降压调节器的性能。本文将详细介绍该评估板的特性、使用方法以及典型性能等方面，希望能为电子工程师们在实际设计中提供参考。

文件下载：ADP2300-EVALZ.pdf

二、评估板特性

2.1 电气性能

• 负载电流：最大负载电流可达1.2A，能满足大多数中小功率设备的需求。
• 输出精度：在整个温度范围内，输出精度控制在±2%，确保了输出电压的稳定性。
• 输入电压范围：宽输入电压范围为3.0V至20V，适应多种电源环境。
• 输出电压：输出电压范围从0.8V到0.85 × VIN，可根据实际需求进行调整。

2.2 功能特性

• 开关频率：提供700kHz（ADP2300）或1.4MHz（ADP2301）两种开关频率选项，工程师可以根据效率和解决方案尺寸的权衡来做出设计决策。
• 模式切换：具备自动PFM/PWM模式切换功能，能在不同负载情况下优化效率。
• 使能引脚：精密使能引脚带有迟滞功能，可用于与其他输入/输出电源进行时序控制，也可通过电阻分压器作为可编程欠压锁定（UVLO）输入。
• 集成元件：集成了高端MOSFET和自举二极管，减少了外部元件数量，简化了设计。
• 设计工具：支持ADIsimPower™在线设计工具，方便工程师进行电路设计和仿真。
• 封装形式：采用超小型6引脚TSOT封装，节省了电路板空间。

三、评估板使用方法

3.1 跳线设置

跳线J5用于启用或禁用器件。连接位置1和2可启用器件；连接位置2和3则禁用器件；不连接跳线时，可获得约7.8V的VIN启动电压。

3.2 输入电源连接

在连接电源之前，确保评估板处于关闭状态。如果电源带有电流表，可使用该表监测输入电流；若电源没有电流表，则需串联一个电流表。将电源正极连接到评估板的VIN端子（J1），负极连接到GND端子（J3）。

3.3 输出负载连接

连接负载前同样要确保板处于关闭状态。若负载带有电流表或无需测量电流，可直接将负载连接到演示板，正负载连接到VOUT端子（J2），负负载连接到GND端子（J4）；若使用电流表，需将其与负载串联。

3.4 电压表连接

使用电压表测量输入和输出电压时，要确保电压表连接到板上的正确测试点，避免因导线和连接点的电压降导致测量误差。输入电压测量时，将电压表正极连接到输入电容（C2）正极，负极连接到负极；输出电压测量时，将电压表正极连接到输出电容（C3或C4）正极，负极连接到负极。

3.5 上电操作

当电源和负载连接好后，即可为评估板上电。若跳线J5未连接且输入电源电压高于7.8V，输出电压将升至3.3V。

3.6 性能测量

• 开关波形测量：使用示波器观察开关波形，将探头尖端置于电感连接SW引脚的一端，探头接地端接GND。设置示波器为直流，5V/格，1μs/格时基。
• 负载调节测量：通过增加输出负载电流并测量输出电容（C3或C4）两端的输出电压来测试负载调节性能。
• 线路调节测量：改变输入电压并在固定输出电流下测量输出电压，输入电压可在输入电容（C2）两端测量，输出电压在输出电容（C3或C4）两端测量。
• 效率测量：效率η通过比较输入功率和输出功率来计算，公式为(eta=frac{V{OUT } × I{OUT }}{V{IN } × I{IN }})。
• 电感电流测量：将电感的一端从板上的焊盘上移除，使用导线连接焊盘和电感，然后用电流探头测量电感电流。
• 输出电压纹波测量：将示波器探头跨接在输出电容（C3或C4）两端，探头接地端接电容负极，探头尖端接正极。设置示波器为交流，1mV/格，1μs/格时基，20MHz带宽。为获得干净的电压纹波测量结果，要尽量缩短示波器探头的接地长度。
• 输出电压调整：ADP2300/ADP2301演示板输出预设为3.3V，可使用公式(V{OUT }=0.800 V timesleft(1+frac{R{2}}{R_{4}}right))调整输出电压。

四、典型性能特性

文档中给出了一系列典型性能曲线，包括不同输出电压下的效率曲线、负载调节曲线、线路调节曲线等。例如，在(V{N}=12 ~V)，(f{s w}=1.4 MHz)时，不同输出电压（5.0V、3.3V、2.5V）下的效率曲线展示了效率随输出电流的变化情况；负载调节曲线则反映了在不同开关频率下，输出电压随负载电流的变化。这些曲线为工程师在设计中评估调节器的性能提供了重要参考。

五、演示板原理图和物料清单

5.1 ADP2300

原理图展示了各元件的连接方式，物料清单详细列出了所需元件的型号、数量、制造商等信息。例如，电容C1为0.1μF、25V、0603、X7R的Murata电容，型号为GRM188R71E104KA01；电感L1为10μH、2.1A的Vishay屏蔽功率电感，型号为LPS6225-103MLC。

5.2 ADP2301

与ADP2300类似，ADP2301也有相应的原理图和物料清单。不同之处在于电感L1为4.7μH、3.0A的Vishay屏蔽功率电感，型号为LPS6225-472MLC，开关频率为1.4MHz。

六、演示板布局

文档提供了演示板的各层布局图，包括顶层、第二层、第三层和底层。工程师可以根据布局图了解元件的分布和布线情况，为实际设计中的PCB布局提供参考。

七、注意事项

7.1 ESD防护

该评估板为静电放电（ESD）敏感设备，尽管产品具有专利或专有保护电路，但高能量ESD仍可能导致器件损坏。因此，在操作过程中要采取适当的ESD防护措施，避免性能下降或功能丧失。

7.2 法律条款

使用评估板即表示同意相关的法律条款和条件。评估板仅供评估使用，不得用于其他目的，且不得出租、租赁、销售、转让等。同时，要遵守保密规定，不得将评估板的任何部分披露或转让给其他方。若评估板出现损坏或进行了修改，需及时告知ADI。

八、总结

ADP2300/ADP2301评估板为电子工程师提供了一个全面评估1.2A、20V非同步降压调节器性能的平台。通过了解其特性、使用方法和典型性能，工程师可以更好地将该调节器应用于实际设计中。在使用过程中，要注意ESD防护和遵守相关法律条款，确保评估板的正常使用和性能稳定。大家在实际设计中是否遇到过类似评估板使用的问题呢？欢迎在评论区分享交流。