800 mA、3 MHz降压调节器评估板的使用与特性解析

在电子设计领域，电源管理模块的性能直接影响着整个系统的稳定性和效率。今天，我们就来深入探讨一下ADI公司的ADP2138/ADP2139降压调节器评估板，了解其特性、使用方法以及性能测试要点。

文件下载：ADP2138CB-1.8EVALZ.pdf

评估板特性一览

这款评估板是针对ADP2138/ADP2139降压调节器的全功能评估平台，具备独立运行能力。它的特点鲜明，能让我们轻松地对器件进行各项测量，像线路和负载调节等。在测量时，只需配备一个单一电压源、一个电压计、一个电流计以及负载电阻即可。并且，评估板上的外部组件都易于触及，方便我们进行调试和操作。

芯片功能概述

ADP2138和ADP2139属于高效、低静态电流的同步降压型DC - DC转换器。其中，ADP2139还额外具备内部放电开关这一特性。整个解决方案仅需三个微小的外部组件，大大节省了PCB空间。

在工作模式方面，当MODE引脚设置为高电平时，降压调节器工作在强制PWM模式。这种模式能为对电源噪声敏感的负载提供低峰 - 峰值纹波，但会牺牲轻载效率。而当MODE引脚设置为低电平时，降压调节器会根据负载电流水平自动切换工作模式。在较高输出负载时，工作在PWM模式；当负载电流低于预设阈值时，调节器则进入节能模式（PSM），从而提高轻载效率。此外，3 MHz的开关频率有效减小了外部组件的尺寸。

评估板使用步骤

上电操作

评估板在出厂时已完成组装和测试。在给评估板上电之前，我们需要按照以下步骤操作：

• 使能设置：通过跳线TB2（EN）来启用或禁用ADP2138/ADP2139。将TB2与TB1（VIN）连接可启用器件；将TB2（EN）连接到TB4（GND）则禁用器件，此时电流将小于1 μA。
• 输入电源连接：如果输入电源包含电流计，可直接用该电流计监测输入电流。将电源的正极端子连接到评估板的TB1（VIN），负极端子连接到TB4（GND OUT）。若电源不包含电流计，则需将电流计与输入电源电压串联。具体连接方式为：将电源的正极端（+）连接到电流表的正极端（+），电源的负极端（ - ）连接到评估板的TB4（GND OUT），电流表的负极端（ - ）连接到评估板的TB1（VIN）。
• 输出负载连接：可连接电子负载或电阻来设置负载电流。若负载包含电流表，或者不需要测量电流，可直接将负载连接到评估板，负载的正极端（+）连接到TB3（VOUT），负极端（ - ）连接到TB4（GND）。若使用电流表，则将其与负载串联，电流表的正极端（+）连接到评估板的TB3（VOUT），负极端（ - ）连接到负载的正极端（+），负载的负极端（ - ）连接到评估板的TB4（GND OUT）。
• 电压测量连接：使用电压表测量输入和输出电压时，要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。将输入电压测量电压表的正极端（+）连接到评估板的TB1（VIN），负极端（ - ）连接到评估板的TB4（GND OUT）；将输出电压测量电压表的正极端（+）连接到评估板的TB3（VOUT），负极端（ - ）连接到评估板的TB4（GND OUT）。
• 上电操作：连接好电源和负载后，即可为评估板上电。操作时需确保电源电压大于2.3 V且小于5.5 V，同时确保TB2（EN）为高电平，并监测输出电压。若负载尚未启用，需启用负载，检查其是否汲取适当的电流，以及输出电压是否保持稳压。

模式切换

每个ADP2138/ADP2139都有一个MODE引脚，通过该引脚可以确定降压调节器的工作模式。将TB6连接到TB1可将MODE引脚设置为高电平，使调节器工作在PWM模式；将TB6连接到TB4可将MODE引脚设置为低电平，使调节器工作在节能模式。

评估板性能测量

输出电压纹波测量

要观察输出电压纹波，可将示波器探头跨接在输出电容（COUT）两端，探头的接地端连接到电容的负极端（ - ），探头尖端连接到电容的正极端（+）。将示波器设置为交流模式，垂直刻度为20 mV/格，时间基准为2 μs/格。

开关波形测量

使用示波器观察开关波形时，将示波器探头尖端置于电感器的末端，探头接地端连接到GND OUT。将示波器设置为直流模式，垂直刻度为2 V/格，时间基准为2 μs/格。

负载调节测量

负载调节测试需要通过增加输出负载并观察输出电压的变化来进行。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

通过改变输入电压并检查输出电压的变化来测量线路调节。

效率测量

效率（η）的计算公式为：(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。

电感电流测量

测量电感电流时，可将电感的一端从焊盘上移除，并串联一个电流环，然后将电流探头连接到该导线上。

评估板其他信息

原理图与布局

评估板的原理图展示了其电路结构，主要包括1 μH的电感器L1、4.7 μF的输入电容CIN和输出电容COUT，以及ADP2138/ADP2139降压调节器U1等组件。评估板的布局分为顶层和底层，方便我们进行实际的焊接和调试。

物料清单

评估板的物料清单明确列出了各个组件的数量、参考编号、描述、制造商和零件编号。例如，U1为ADP2138/ADP2139降压调节器，CIN和COUT为4.7 μF、6.3 V、0603封装、X5R材质的多层陶瓷电容，L1为1.0 μH、1.4 A、85 mΩ的电感器。

注意事项

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仍可能对器件造成损坏。因此，在操作过程中要采取适当的ESD预防措施，避免性能下降或功能丧失。同时，使用评估板时需遵守相关的法律条款和条件，包括使用许可、保密要求、禁止拆卸和逆向工程等规定。

通过对ADP2138/ADP2139评估板的深入了解，我们可以更好地掌握其特性和使用方法，为实际的电子设计工作提供有力的支持。大家在使用过程中是否遇到过类似评估板的问题呢？欢迎在评论区分享你的经验和见解。