ADP5070/ADP5071 DC - DC 开关稳压器评估指南

在电子设备的电源设计中，DC - DC 开关稳压器是非常关键的组件。今天，我们就来深入了解一下 Analog Devices 公司的 ADP5070 和 ADP5071 DC - DC 开关稳压器，以及对应的评估板 ADP5070CP - EVALZ 和 ADP5071CP - EVALZ。

文件下载：ADP5071CP-EVALZ.pdf

一、ADP5070/ADP5071 特性

1. 输入输出参数

• 输入电压范围：3 V 到 13.2 V，这使得它能适应多种电源环境。
• 输出电流：ADP5070 的正输出（(V{POS})）最大可达 480 mA，负输出（(V{NEG})）最大可达 140 mA；ADP5071 的正输出（(V{POS})）最大可达 1020 mA，负输出（(V{NEG})）最大可达 320 mA，具体输出电流会根据输入电压有所变化。
• 输出电压：标准输出为 ±15 V，使用低 dropout（LDO）稳压器时输出为 ±12 V。

二、评估套件内容与所需额外设备

1. 评估套件内容

评估套件包含 ADP5070CP - EVALZ 或 ADP5071CP - EVALZ 评估板，这是我们进行评估的核心工具。

2. 额外设备

还需要 DC 电源、用于电压和电流测量的万用表以及电子或电阻负载。这些设备能帮助我们准确地对稳压器进行各项性能测试。

三、评估板硬件与配置

1. 硬件配置

评估板被配置为从 3 V 到 13.2 V 的输入提供 ±15 V 的输出。可选的 LDO 稳压器分别配置为 12 V（ADP7142）和 - 12 V（ADP7182）输出。通过参考 ADP5070 和 ADP5071 数据手册或 ADIsimPower 工具，用户可以对设计进行定制。定制设计时，正负极之间可能会出现超过 70 V 的电压，因此用户需要确保设计的安全性。

2. 功能描述

评估板上有多个跳线和连接器，每个都有特定的功能。例如：

• VIN、POS、NEG：为 ADP5070/ADP5071 提供电源，默认输入范围是 3 V 到 5.5 V，正输出默认 15 V，负输出默认 - 15 V。
• V_EN：提供钳位使能电压，允许评估板在输入电压大于 5.5 V 时正常工作而不损坏 EN1 和 EN2 引脚。
• EN1 和 EN2：分别是升压稳压器和反相稳压器的精密使能引脚，通过连接或断开跳线来控制稳压器的开启和关闭。
• SYNC/FREQ：用于同步输入和频率设置，可以设置开关频率为 2.4 MHz 或 1.2 MHz，也可以连接外部时钟进行同步。
• SEQ：启动序列控制，可实现手动或同时启动正负极输出，也可进行顺序启动。
• SLEW：驱动级压摆率控制，可设置 SW1 和 SW2 驱动的压摆率，以平衡效率和噪声性能。
• SS：软启动编程，通过连接或断开跳线来设置软启动时间。
• LDO POS、LP_VIN、LP_EN、LDO NEG、LN_VIN、LN_EN：与 LDO 稳压器相关，用于控制和连接 LDO 稳压器的输入、输出和使能。

四、性能测试

1. 输出电压测量

进行基本输出电压精度测量时，将评估板连接到电压源和电压表，使用电阻作为负载。连接步骤如下：

1. 将电压源的负极连接到评估板右侧电源输入连接器的 GND 端子。
2. 将电压源的正极连接到评估板右侧电源输入连接器的 VIN 端子。
3. 在输出连接器（PCB 顶部中心）的 POS 或 NEG 端子与 GND 端子之间连接负载。
4. 将电压表与负载电阻并联，跨接在所选输出端子和地之间。
5. 打开电压源，如果 EN1 或 EN2 跳线处于开启位置，相应的升压或反相稳压器将上电。
6. 断开 SEQ 跳线。

如果负载电流较大，应将电压表尽可能靠近输出电容连接，以减少 PCB 走线阻抗引起的电压降影响。如果使用长电源线，特别是在高负载情况下，应在 VIN 端子之间连接一个大电容（10,000 μF 或更大），以防止引线电感造成的损耗。

2. 线路调整率

线路调整率测量是在输入电压变化时监测稳压器的输出。良好的线路调整率要求输出随输入电压变化尽可能小。可以在不同负载条件下重复此测量。测试时，应保持电源线短，并移除任何额外的输入电容。

3. 负载调整率

负载调整率测量是在负载变化时监测稳压器的输出。良好的负载调整率要求输出随负载变化尽可能小。测量时输入电压必须保持恒定，测试时应保持电源线短，并使用具有远程感应功能的电源。

4. 效率

效率测量是在负载变化时监测稳压器的输入和输出。测量时输入电压必须保持恒定，测试时应保持电源线短，并使用具有远程感应功能的电源。在输入和输出端串联电流表，在电流表的 PCB 侧连接电压表，测量输入和输出端子之间的电压。为了获得最佳结果，应测量输入和输出电容两端的电压。如果可能，特别是在低电流情况下，应同时触发仪表并设置仪表进行几百毫秒或更长时间的平均读数，以消除开关纹波和跳周期模式的影响。

五、注意事项

1. ESD 防护

ADP5070/ADP5071 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，必须采取适当的 ESD 预防措施，以避免性能下降或功能丧失。

2. 法律条款

使用评估板时，用户需要遵守相关的法律条款和条件。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、分配、再许可或分发，也不得允许第三方访问。评估板的所有权归 Analog Devices 所有，用户在停止使用或协议终止时应及时归还评估板。

通过以上对 ADP5070/ADP5071 评估板的介绍，相信大家对这两款 DC - DC 开关稳压器有了更深入的了解。在实际设计中，我们可以根据具体需求对评估板进行定制和测试，以满足不同的应用场景。大家在使用过程中遇到过哪些问题呢？欢迎在评论区分享交流。