ADP2387-EVALZ评估板：高效电源管理解决方案

在电子设计领域，电源管理是一个关键环节，直接影响着设备的性能和稳定性。ADP2387-EVALZ评估板为我们提供了一个优秀的解决方案，下面就来详细了解一下。

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一、ADP2387-EVALZ评估板概述

ADP2387-EVALZ评估板是一款完整的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，能够让用户对ADP2387的性能进行评估。该评估板具有以下显著特点：

1. 输入电压范围广：输入电压范围为4.5V至20V，能适应多种电源环境。
2. 输出电压精度高：具备±1%的输出电压精度，确保了电源输出的稳定性。
3. 集成MOSFET：典型值为44mΩ/11mΩ，有效降低了功耗。
4. 连续输出电流大：可提供6A的连续输出电流，满足高功率设备的需求。
5. 可编程功能丰富：可编程电流限制阈值、开关频率（200kHz至1.4MHz），还具有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。

评估板的输出预设为3.3V，开关频率设置为600kHz，并且可以通过更改适当的无源组件来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。

二、使用评估板

（一）上电操作

评估板在出厂时已完全组装并经过测试。在给评估板供电之前，需要按照以下步骤操作：

1. 跳线J5（使能）：通过短接J5中间引脚EN来控制调节器的开启或关闭。将EN短接到高电平可使能调节器，短接到GND则禁用调节器。
2. 输入电源：如果输入电源包含电流表，可使用该表监测输入电流。将电源正极连接到评估板的J6（VIN），负极连接到J13（GND）。若电源没有电流表，则需将电流表与输入电源电压串联，电源正极连接到电流表正极，电源负极连接到J13（GND），电流表负极连接到J6（VIN）。
3. 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，设置负载电流。负载正极连接到J9（VOUT），负极连接到J12（GND）。
4. 输入和输出电压表：使用电压表测量输入和输出电压，要确保电压表直接连接到评估板的相应端子，避免因连接负载或电源导致测量电压不准确。测量输入电压时，电压表正极连接到J7（VIN_SENSE），负极连接到J11（GND_SENSE）；测量输出电压时，电压表正极连接到J8（VOUT_SENSE），负极连接到J14（GND_SENSE）。
5. 开启评估板：当电源和负载连接好后，可进行上电操作。首先确保电源电压在4.5V至20V之间，然后使EN为高电平并监测输出电压，最后开启负载，检查负载电流是否正常，验证输出电压是否稳定。

（二）性能测量

1. 开关波形测量：使用示波器观察开关波形，将示波器探头尖端放在测试点J10（SW），探头接地端放在J2（GND），将示波器设置为直流模式，并调整合适的电压和时间刻度。开关波形的幅度大约在0V和输入电压之间交替。
2. 负载调节测量：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。为了减少电压降，应使用短的低电阻导线。
3. 线路调节测量：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。
4. 线路瞬态响应测量：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。
5. 负载瞬态响应测量：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。
6. 效率测量：通过比较输入功率和输出功率来测量效率，公式为(eta=frac{I{OUT} times V{OUT}}{I{IN} times V{IN}})。测量输入和输出电压时，应尽量靠近输入和输出电容器，以减少电压降的影响。
7. 电感电流测量：将电感的一端从焊盘上移除，然后串联一个电流环来测量电感电流，也可以将电流探头连接到该导线上。
8. 输出电压纹波测量：将示波器探头跨接在输出电容器上，探头接地端连接到电容器负极，探头尖端放在电容器正极。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。为了减少高频噪声的影响，可以移除示波器探头护套，用一根无屏蔽导线缠绕在示波器探头上，尽量缩短探头的接地长度，以测量真实的纹波。

三、修改评估板

（一）改变输出电压

可以通过更换R8和R6电阻来改变ADP2387的输出电压设置点。不同输出电压对应的电阻值如下表所示：

VOUT (V)	R8, ±1% (kΩ)	R6, ±1% (kΩ)
1.0	10	15
1.2	10	10
1.5	15	10
1.8	20	10
2.5	47.5	15
3.3	10	2.21
5.0	22	3

为了将由于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R6小于30kΩ。顶部电阻R8的值可以通过公式(R 8=R 6 timesleft(frac{V_{OUT } - 0.6V}{0.6V}right))计算。当输出电压改变时，需要重新计算并更改电感（L1）、输出电容器（C9、C10和C11）以及补偿组件（R7、C2和C3）的值，以确保稳定运行。

（二）改变开关频率

开关频率(f{sw})的设置点可以通过更换R5电阻来改变，计算公式为(f{s w}[kHz]=69,120 /(R 5[k Omega]+15))。例如，215kΩ的电阻将频率设置为300kHz，100kΩ的电阻将频率设置为600kHz。当开关频率改变时，同样需要重新计算并更改电感（L1）、输出电容器（C9、C10和C11）以及补偿网络（R7、C2和C3）的值，以保证稳定运行。

（三）改变软启动时间

评估板上ADP2387的软启动时间预设为4ms。可以通过更换C1电容器的值来改变软启动时间(t{ss})，计算公式为(C 1[nF]=5.17 × t{ss}[ms])。

（四）改变峰值电流限制阈值

ADP2387的峰值电流限制阈值可以通过更换R4电阻来改变，计算公式为(I_{O C P}[ A]=405 /(R 4[k Omega ]+0.5))。例如，44.2kΩ的电阻将电流限制阈值设置为9.2A，66.5kΩ的电阻将其设置为6.1A，133kΩ的电阻将其设置为2.9A。通过编程不同的峰值电流限制阈值，可以根据实际应用优化电感（L1）的值和尺寸。

四、评估板的原理图和PCB布局

文档中提供了评估板的原理图和PCB布局图，原理图展示了各个组件的连接方式，PCB布局图则显示了不同层的结构，包括组件面、接地层、电源层和底层。这些信息对于深入了解评估板的设计和工作原理非常有帮助。

五、订购信息和物料清单

评估板的物料清单详细列出了各个组件的数量、参考编号、描述以及零件编号和供应商。这对于需要自行组装或更换组件的工程师来说非常重要。

六、注意事项

（一）ESD防护

该评估板是静电放电（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仍可能对设备造成损坏。因此，在操作过程中应采取适当的ESD预防措施，以避免性能下降或功能丧失。

（二）法律条款和条件

使用评估板即表示同意相关的条款和条件。评估板仅用于评估目的，用户不得将其出租、租赁、展示、销售、转让、许可或分发，也不得允许第三方访问。评估板的所有权归ADI所有，用户需对其保密，不得向其他方披露或转让。在停止使用或协议终止时，用户应及时将评估板归还ADI。此外，用户不得对评估板上的芯片进行拆卸、反编译或逆向工程，对评估板的修改必须符合适用法律。ADI有权随时终止协议，并要求用户归还评估板。评估板按“现状”提供，ADI不承担任何形式的保证或责任，其总责任限额为100美元。用户还需遵守美国的出口法律法规，不得将评估板直接或间接出口到其他国家。

ADP2387-EVALZ评估板为电子工程师提供了一个功能强大、易于使用的电源管理解决方案。通过对其特点、使用方法、修改方式以及注意事项的了解，工程师们可以更好地利用该评估板进行电源设计和测试，提高产品的性能和稳定性。大家在使用过程中有没有遇到过类似评估板的问题呢？欢迎在评论区分享交流。