ADP2384/ADP2386评估板使用指南：开启高效电源设计之旅

在电子工程师的日常工作中，电源设计是至关重要的一环。今天，我们将深入探讨ADP2384/ADP2386评估板，它为评估20V、4A/6A同步降压DC - DC调节器的性能提供了一个近乎理想的解决方案。

文件下载：ADP2386-EVALZ.pdf

评估板特性与概述

特性亮点

• 宽输入电压范围：支持4.5V至20V的输入电压，能适应多种电源环境。
• 高精度输出：输出电压精度达到±1%，为对电压精度要求较高的应用提供了可靠保障。
• 集成MOSFET：集成了44mΩ/11mΩ的MOSFET，有助于提高效率和减小电路板尺寸。
• 不同输出电流能力：ADP2384可提供4A的连续输出电流，ADP2386则能达到6A，满足不同负载需求。
• 可编程开关频率：开关频率可在200kHz至1.4MHz之间编程，还能与外部时钟同步，且支持180°异相同步，为多相电源解决方案提供了可能。
• 其他特性：具备精密使能和电源良好指示、外部补偿、内部软启动（可外部调节）以及可启动到预充电输出等功能。

总体描述

ADP2384/ADP2386评估板是一个完整的4A/6A、20V降压调节器解决方案。它采用了近乎理想的印刷电路板（PCB）布局，方便用户评估这两款调节器的性能。评估板的输出预设为3.3V，开关频率设置为600kHz，通过更改适当的无源元件可以实现不同的输出电压设置。其环境温度工作范围为 - 40°C至 + 85°C。

使用评估板

上电操作

评估板在出厂时已完全组装并经过测试。在上电之前，需要注意以下操作：

• 使能调节器：通过跳线J6（Enable）来控制调节器的开启和关闭。将J6的中间引脚EN短接到HIGH可使能调节器，短接到GND则禁用调节器。
• 连接输入电源：如果输入电源带有电流表，可使用该表监测输入电流。将电源的正极端连接到评估板的J7（VIN），负极端连接到J14（GND）。若电源没有电流表，则需将电流表与输入电源电压串联连接。
• 连接输出负载：在连接负载之前，确保评估板处于关闭状态。将电子负载或电阻连接到评估板，以设置负载电流。将负载的正极端连接到J10（VOUT），负极端连接到J13（GND）。
• 测量输入和输出电压：使用电压表测量输入和输出电压，确保电压表连接到评估板的相应端子，避免因连接到负载或电源而导致测量误差。测量输入电压时，将电压表的正极端连接到J8（VIN_SENSE），负极端连接到J12（GND_SENSE）；测量输出电压时，将正极端连接到J9（VOUT_SENSE），负极端连接到J15（GND_SENSE）。
• 开启评估板：当电源和负载连接好后，可按以下步骤开启评估板：确保电源电压在4.5V至20V之间；确保EN引脚为高电平，并监测输出电压；开启负载，检查负载电流是否正常，并验证输出电压是否保持稳定。

性能测量

• 测量开关波形：使用示波器观察开关波形，将示波器探头的尖端放在测试点J11（SW），探头接地端放在J5（GND）。将示波器设置为直流模式，并选择合适的电压和时间刻度。开关波形的范围应在0V和输入电压之间交替。
• 测量负载调节：通过观察输出负载电流增加时输出电压的变化来测试负载调节性能。为了减小电压降，应使用短的低电阻导线。
• 测量线路调节：改变输入电压，在固定输出电流的情况下检查输出电压的变化。
• 线路瞬态响应：产生一个阶跃输入电压变化，使用示波器观察输出电压的响应。
• 负载瞬态响应：在输出端产生一个负载电流瞬变，使用示波器观察输出电压的响应。将电流探头连接到输出和负载之间的导线上，以捕获电流瞬变波形。
• 测量效率：通过比较输入功率和输出功率来测量效率，公式为(eta=frac{V{OUT } × I{OUT }}{V{I N} × I{I N}})。测量输入和输出电压时，应尽量靠近输入和输出电容，以减少电压降的影响。
• 测量电感电流：将电感的一端从焊盘上移除，并串联连接一个电流环，然后将电流探头连接到该导线上进行测量。
• 测量输出电压纹波：将示波器探头跨接在输出电容上，探头接地端连接到电容的负极端，探头尖端放在正极端。将示波器设置为交流模式，电压刻度为10mV/格，时间基准为2µs/格，带宽为20MHz。为了准确测量高频输出纹波，可采用去除示波器探头护套并缠绕无屏蔽导线的方法，尽量缩短探头的接地长度。

评估板的修改

改变输出电压

通过更换R7和R5电阻的值，可以改变ADP2384/ADP2386的输出电压设定点。具体电阻值可参考表1。为了将因FB引脚偏置电流（最大0.1µA）导致的输出电压精度下降限制在0.5%以内，应确保底部分压电阻R5小于30kΩ。顶部电阻R7的值可通过公式(R7 = R5 × left(frac{V_{OUT}}{0.6V} - 1right))计算。当输出电压改变时，需要重新计算并更改电感（L1）、输出电容（C9、C10和C11）以及补偿元件（R6、C2和C3）的值，以确保稳定运行。

改变开关频率

开关频率（fSW）的设定点可以通过更换R4电阻的值来改变，公式为(fSW [kHz] = 69,120 / (R4 [kΩ] + 15))。例如，215kΩ的电阻可将频率设置为300kHz，100kΩ的电阻可将频率设置为600kHz。当开关频率改变时，同样需要重新计算并更改电感、输出电容和补偿网络的值。

改变软启动时间

评估板上ADP2384/ADP2386的软启动时间预设为4ms。若要改变软启动时间tSS，可通过公式(C1 [nF] = 5.33 × tSS [ms])更换C1电容的值。

外部同步

若要将调节器与外部时钟信号同步，可将外部时钟信号施加到评估板的J1（SYNC）。时钟信号的逻辑高电平应在1.3V至5V之间，逻辑低电平应低于0.4V，外部时钟脉冲宽度应大于100ns，频率范围在200kHz至1.4MHz之间。在同步过程中，调节器工作在CCM模式，开关波形的上升沿与外部时钟的上升沿相差180°。为了实现可靠同步，应将一个电阻从RT引脚连接到GND（R4），将内部振荡器编程为运行在外部同步时钟信号的90%至110%。

评估板的其他信息

原理图和布局

文档中提供了ADP2384和ADP2386的评估板原理图以及PCB布局图，包括各层的详细信息，这对于深入了解评估板的电路结构和设计非常有帮助。

订购信息和物料清单

文档还列出了ADP2384和ADP2386评估板的订购信息和物料清单，详细说明了各元件的型号、数量和供应商等信息，方便工程师进行采购和替换。

注意事项

评估板是静电放电（ESD）敏感设备，使用时应采取适当的ESD预防措施，以避免性能下降或功能丧失。同时，使用评估板时需要遵守相关的法律条款和条件，包括使用许可、保密要求、限制使用范围、终止协议等内容。

ADP2384/ADP2386评估板为工程师提供了一个便捷、高效的平台来评估这两款同步降压DC - DC调节器的性能。通过合理使用和修改评估板，工程师可以更好地满足不同应用的需求，为电源设计带来更多的可能性。你在使用类似评估板的过程中遇到过哪些问题呢？欢迎在评论区分享你的经验和见解。