ADP5033评估板使用指南：从入门到性能评估

在电子设计领域，电源管理单元（PMU）的性能对于整个系统的稳定性和效率至关重要。ADP5033作为一款备受关注的微PMU，其评估板为工程师提供了一个便捷的平台来测试和评估其性能。本文将详细介绍ADP5033评估板的特点、使用方法以及性能测量等方面的内容。

文件下载：ADP5033-1-EVALZ.pdf

评估板特点

ADP5033评估板是一款功能齐全的评估工具，具有以下显著特点：

• 独立运行能力：可以独立完成对ADP5033的各项测试，无需额外复杂的外部设备。
• 简单测量：借助常见的电压源、电压表、电流表和负载电阻等设备，就能够进行线路和负载调节等基本测量。
• 外部组件易访问：方便工程师对外部组件进行操作和调整。
• 级联选项：可以从两个降压转换器中选择为低压差线性稳压器（LDO）供电。
• 独立通道使能：每个通道都有专门的使能选项，便于灵活控制。
• 模式切换：能够将降压转换器从省电模式（PSM）切换到脉宽调制（PWM）模式。

所需文档

在使用评估板之前，需要参考ADP5033的数据手册，它提供了ADP5033的详细信息，与本评估板用户指南结合使用，能更好地完成评估工作。

评估板概述

ADP5033评估板是一个双降压调节器和双LDO解决方案，可用于评估ADP5033的性能。评估板提供标准电压选项，以满足不同的测试需求。

ADP5033采用专有的高速、电流模式、恒定频率PWM控制方案，具有出色的稳定性和瞬态响应。为了确保便携式应用中的电池寿命最长，它还具备PSM模式，可在轻负载条件下降低开关频率，同时也支持切换到固定PWM模式。3MHz的开关频率有助于减小外部组件的尺寸。

此外，ADP5033的LDO具有低静态电流、低压降和宽输入电压范围等特点，可延长便携式设备的电池寿命。

评估板顶层布局

评估板的顶层布局如图1所示，清晰地展示了各个组件的位置和连接方式，为后续的操作提供了直观的参考。

使用评估板

上电操作

评估板在出厂时已完全组装和测试。在给评估板上电之前，需要按照以下步骤进行操作：

1. 使能跳线：连接JP4（EnA）从引脚1到引脚2，使能ADP5033的BUCK2和LDO1；连接JP5（EnB）从引脚1到引脚2，使能BUCK1和LDO2。
2. 模式跳线：将JP3（Mode）拉高到J1（VIN_1），强制BUCK1和BUCK2进入强制PWM操作；将JP3（Mode）拉低到J11（GND1），允许BUCK1和BUCK2在自动PWM/PSM模式下运行。
3. 输入电源连接：如果输入电源包含电流表，可使用该表监测输入电流，将电源的正极连接到评估板的J1（VIN_1），负极连接到J11（GND1）；如果电源不包含电流表，则需要将电流表与输入电源串联，注意电流表会增加输入源的电阻，在高输出电流时电压会降低。
4. 输出负载连接：可以连接电子负载或电阻来设置负载电流。如果负载包含电流表或不需要测量电流，可直接将负载连接到评估板；如果使用电流表，则需要将其与负载串联。
5. 电压表连接：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，而不是负载或电源本身，以避免因引线和连接的电压降导致测量误差。
6. 开启评估板：确保电源电压在4.2V至5.5V之间，使能所需通道并监测输出电压。如果负载未启用，需要启用负载并检查其是否吸取适当的电流，以及输出电压是否保持稳定。

性能测量

降压调节器输出电压纹波测量

使用示波器观察BUCK1的输出电压纹波，将示波器探头跨接在输出电容（COUT_1）上，探头接地端连接电容负极，探头尖端连接电容正极。将示波器设置为交流模式，20mV/格，2μs/格的时基。

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电感器的末端，探头接地端连接GND。将示波器设置为直流模式，2V/格，2μs/格的时基。

负载调节测量

通过增加输出负载并观察输出电压的变化来测试负载调节性能。为了最小化电压降，应使用短的低电阻导线，特别是对于接近最大电流的负载。

线路调节测量

改变输入电压并检查输出电压的变化，以评估线路调节性能。

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{V{OUT } × I{OUT }}{V{IN } × I{IN }})。测量输入和输出电压时，应尽可能靠近输入和输出电容，以减少IR降的影响。

电感器电流测量

通过移除电感器的一端并串联一个电流环来测量电感器电流，也可以将电流探头连接到该导线上。

LDO的线路调节测量

在改变LDO的输入电压时监测其输出电压，为了确保良好的线路调节性能，输出电压应尽可能少地随输入电压的变化而变化。在测量过程中，需要确保VIN在VOUT标称值 + 0.5V（或2.3V，取较大值）和VIN最大值之间变化，并且可以在不同负载条件下重复该测量。

LDO的负载调节测量

在改变负载时监测LDO的输出电压，为了确保良好的负载调节性能，输出电压应尽可能少地随负载的变化而变化。在测量过程中，输入电压应保持恒定，负载电流可以在0mA至150mA之间变化。

LDO的压降测量

压降定义为输入电压设置为标称输出电压时的输入 - 输出电压差，仅适用于输出电压大于2.3V的情况。压降会随着负载的增大而增加，为了更准确地测量，可以使用第二个电压表监测输入电容两端的输入电压，并根据需要调整输入电源电压以考虑IR降。

LDO的接地电流消耗测量

通过测量接地电流，可以确定调节器内部电路在执行调节功能时消耗的电流。为了提高效率，调节器应尽可能少地消耗电流。通常，调节器在提供最大负载水平（300mA）时消耗的电流最大，当设备禁用时，接地电流会降至1mA以下。

评估板原理图和布局

文档中提供了评估板的原理图（图9）以及各层的推荐布局（图10 - 图12），这些信息对于理解评估板的电路结构和进行进一步的设计修改非常有帮助。

订购信息和物料清单

评估板的订购信息和物料清单在文档中也有详细说明，包括各个组件的数量、参考标识、描述、制造商和零件编号等，方便工程师进行采购和替换。

注意事项

• ESD防护：ADP5033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，因此需要采取适当的ESD预防措施。
• 使用协议：使用评估板即表示同意相关的使用条款和条件，包括仅用于评估目的、不得出租、出售、转让等限制，以及保密、不进行逆向工程等要求。

通过以上对ADP5033评估板的详细介绍，相信工程师们能够更好地利用该评估板进行ADP5033的性能评估和开发工作。在实际操作过程中，大家是否遇到过类似评估板使用的问题呢？欢迎在评论区分享你的经验和见解。