探索ADP2389/ADP2390：18V、12A降压调节器评估指南

作为电子工程师，在电源管理领域，我们总是在寻找高效、可靠且性能出色的降压调节器。今天，就和大家深入探讨一下ADP2389/ADP2390这两款18V、12A降压调节器，以及它们的评估板ADP2389 - EVALZ/ADP2390 - EVALZ。

文件下载：ADP2389-EVALZ.pdf

一、ADP2389/ADP2390的特性亮点

1. 输入输出参数

输入电压范围为4.5V至18V，能适应多种电源环境；连续输出电流可达12A，可满足大多数中高功率设备的需求。

2. 集成MOSFET

集成的MOSFET电阻为17mΩ/4.5mΩ，有助于降低功耗，提高转换效率。

3. 参考电压

参考电压为0.6V ±0.5%，提供了高精度的电压基准。

4. 可编程特性

• 可编程开关频率在200kHz至2.2MHz之间，为堆叠式多相电源解决方案提供了可能。
• 可编程电流限制，精度为±10%，可根据实际需求优化电感。

  5. 其他特性

• 增强的瞬态响应特性，能改善负载瞬态性能，减少输出电容。
• 具备精确的使能和电源良好信号。
• 支持外部补偿和软启动。
• ADP2390还具有PFM模式，可在轻载时提高效率。
• 能够启动到预充电输出。
• 得到ADIsimPower™设计工具的支持，方便工程师进行设计和仿真。

二、评估板概述

ADP2389/ADP2390评估板是一个完整的12A、18V降压调节器解决方案，采用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1.8V，开关频率设置为500kHz，通过更改适当的无源组件可以实现不同的输出电压设置，环境温度工作范围为 - 40°C至 + 85°C。

三、评估板硬件连接与操作

1. 电源供应

• 跳线J5（使能）：要启用调节器，将J5的中间引脚EN短接到高电平；要禁用调节器，则短接到低电平。
• 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，将电源正极连接到评估板的J7（PVIN），负极连接到J14（GND）；若电源无电流表，需串联一个电流表，将电源正极连接到电流表正极，电源负极连接到J14（GND），电流表负极连接到J7（PVIN）。
• 输出负载：连接负载前，确保评估板关闭。将电子负载或电阻连接到评估板的输出端，负载正极连接到J12（VOUT），负极连接到J15（GND）。
• 输入输出电压表：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适当端子，避免连接到负载或电源，以免因引线或连接点的电压降导致测量电压不准确。测量输入电压时，电压表正极连接到J9（PVIN_SNS），负极连接到J13（GND_SNS）；测量输出电压时，正极连接到J11（VOUT_SNS），负极连接到J16（GND_SNS）。
• 开启评估板：连接好电源和负载后，按以下步骤开启评估板：
  • 确保电源电压大于4.5V且小于18V。
  • 确保EN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，验证输出电压是否保持稳定。

四、评估板性能测量

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J3（SW），探头接地端连接到J1（GND），将示波器设置为直流模式，并设置适当的电压和时间刻度。

2. 负载调节测量

通过增加输出负载电流，观察输出电压的变化来测量负载调节，使用短而低电阻的导线以减少电压降。

3. 线路调节测量

通过改变输入电压，在固定输出电流的情况下检查输出电压的变化来测量线路调节。

4. 线路瞬态响应测试

生成阶跃输入电压变化，使用示波器观察输出电压的行为。

5. 负载瞬态响应测试

在输出端生成负载电流瞬变，使用示波器观察输出电压响应，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

效率η通过比较输入功率和输出功率来测量，公式为(eta=frac{V{OUT } × I{OUT }}{V{IN } × I{IN }})，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。

7. 电感电流测量

移除电感的一端，将电流环串联在电感端和其焊盘之间（也可将电流探头连接到该导线上）来测量电感电流。

8. 输出电压纹波测量

将示波器探头跨接在输出电容两端，探头接地端连接到电容负极，探头尖端放在电容正极，将示波器设置为交流模式，10mV/格，2µs/格时基，20MHz带宽。对于高频测量，需去除示波器探头护套，用无屏蔽导线缠绕探头，尽量缩短探头接地长度以测量真实纹波。

五、评估板修改

1. 改变输出电压

通过更换R9和R5电阻的值可以改变ADP2389/ADP2390的输出电压设定点，具体电阻值可参考文档中的表格。为确保输出电压精度下降小于0.5%，底部分压电阻R5应小于30kΩ，顶部电阻R9的值可通过公式(R 9=R 5 timesleft(frac{V_{OUT }-0.6 V}{0.6 V}right))计算。改变输出电压时，需要重新计算并更改电感（L1）、输出电容（C13、C14、C15、C16和C17）以及补偿组件（R10、C5和C4）的值，以确保稳定运行。

2. 改变开关频率

通过更换R6电阻的值可以改变开关频率（(f{SW})）设定点，公式为(f{S W}(kHz)=67,000 /(R 6(k Omega)+12))。改变开关频率时，同样需要重新计算并更改电感、输出电容和补偿网络的值。

3. 改变软启动时间

评估板上ADP2389/ADP2390的软启动时间预设为4ms，通过更换C3电容的值可以改变软启动时间，公式为(C 3(nF)=5.67 × t_{ss} (ms))。

4. 改变峰值电流限制阈值

通过更换R7电阻的值可以改变ADP2389/ADP2390的峰值电流限制阈值，公式为(I_{O C P}(A)=1000 /(R 7(k Omega)+0.5))。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。

六、总结

ADP2389/ADP2390降压调节器凭借其丰富的特性和出色的性能，为电子工程师在电源管理设计中提供了一个强大的工具。通过评估板，我们可以方便地对其进行性能评估和参数调整。在实际应用中，我们需要根据具体需求合理设置和修改评估板的参数，以确保调节器能够稳定、高效地工作。大家在使用过程中有没有遇到什么特别的问题呢？欢迎在评论区分享交流。