ISL6271A评估套件设置与测试指南

在电子设备的设计与开发中，电源管理是至关重要的一环。今天我们就来深入探讨一下ISL6271A这款电源管理集成电路（PMIC），以及如何使用其评估套件进行测试。

文件下载：ISL6271AEVAL1.pdf

一、ISL6271A简介

ISL6271A是专门为Bulverde XScale处理器提供低电压需求而设计的PMIC。它能够生成三种电压：

1. 在DVM或VID控制下的0.85V - 1.6V核心电压。
2. 1.3V的PLL电压。
3. 1.1V的SRAM电压。

这三个输出由处理器的一个公共电源使能（EN）信号同时启用或禁用。该PMIC还具备各种控制和诊断功能，用于有序的时序和动态控制。

二、评估板特点

ISL6271A评估板为探索和验证ISL6271A XScale稳压器的功能提供了便利。其布局直观，从左到右依次为输入到输出，外部输入从左侧进入评估板，输出在右侧。LED指示灯位于布局的顶部，瞬态负载生成器选项在评估板的右下角，并且有各种跳线选项。核心稳压器输出可以通过外部连接的I2C接口模块（套件提供）或板载静态VID开关进行控制。

三、测试设备准备

在进行测试之前，我们需要准备以下设备：

1. 多通道存储示波器（带合适的探头）
2. 数字万用表（最多3个）
3. 双路低压可调电源
4. 负载（电子负载或电阻，0 - 1A）
5. 带有可用USB端口的PC
6. USB电缆
7. USB/I2C接口模块和I2C电缆（评估套件提供）
8. USB/I2C软件（可从www.intersil.com下载）

四、初始设置

1. 评估板放置

将ISL6271A评估板放置好，使Intersil标志位于右上角（相对于测试人员视角）。

2. 开关设置

将S1上的所有开关位置置于“左”，以启用设备进行静态VID输入。

3. 跳线放置

按照以下方式放置跳线（见图1）：

• H1：启用
• H2：无跳线（如果提供外部LVCC，左侧两个引脚绝不能短路）
• H3：无跳线
• H4：无跳线

  4. 电源调整

  将外部电源调整到3.7V和2.5V，然后关闭电源。需要注意的是，任何情况下，两个电源的电压都不得超过6.0V。

  5. 负载调整

  将外部电子负载调整为200mA的恒定电流（暂不连接）。

  6. 电源连接

  将评估板上的J1连接到双路电源，其中（LVCC +）引脚连接到2.5V（为两个LDO供电），（+）引脚连接到3.7V（为开关稳压器供电），（ - ）引脚连接到电源公共端（接地）。

  7. 万用表连接

  将DVM#1的测试线连接到TP1(+)和TP3(-)，并设置为测量直流电压；将DVM#2的测试线连接到TP8(+)和TP9(-)，并设置为测量直流电压；将DVM#3的测试线连接到TP6(+)和TP7(-)，并设置为测量直流电压。

五、初始上电

1. 上电操作

将评估板上S1的所有开关置于“关闭”位置，外部电源调整到3.7V和2.5V后，打开两个电源。

2. 电压确认

• 观察两个LED（LED1，LED2）是否点亮。
• 确认DVM#2显示的VCore电压为1.6V（±25mV）。
• 确认DVM#1显示的电压为3.7V（±50mV），该电压会随负载电流变化。
• 确认DVM#3显示的VPLL电压为1.3V（±25mV）。
• 将DVM#3的（+）测试线移动到TP10，确认VSRAM电压为1.1V（±25mV）。

六、功能测试

1. 静态4位VID管理测试

将S1的1 - 4位置的开关滑到右侧，确认DVM#2显示0.85V（±25V）；将开关返回左侧位置，验证VCore电压恢复到1.6V。将S1的6位置开关滑到右侧（打开），VCore电压应为1.3V，这验证了核心电压的静态4位VID管理能力。

2. 使能功能测试

将S1的5位置开关滑到“右”，确认DVM#2/3显示低输出；将S1的5位置开关返回“左”位置，确认输出恢复，这验证了使能功能。

七、负载连接与测试

1. 负载连接

将评估板上的J3连接到电子负载，注意极性。

2. 再次上电测试

重新上电，观察DVM#2显示1.3V，且负载吸收200mA电流，至此基本功能得到确认，可以开始进行更全面的测试和特性分析。

3. 交流特性监测

TP5和TP2可分别用于连接低噪声Tek示波器探头，以监测VCore和相位的交流特性。将触发通道连接到TP2探头点，以相位信号触发，可观察VCore稳压器的逐周期开关行为。

八、瞬态负载测试

通过在H4的2 - 3引脚之间放置跳线（同时H1已启用），可启用板载瞬态发生器功能。该功能可动态改变VCore上的负载电流，大约每秒周期性地在VCore输出端连接和断开一个5欧姆的负载，对应于1.3V输出时约250mA的脉冲负载。可以使用H4的2引脚触发示波器，观察每次负载在正或负方向切换时对VCore的影响，从而观察VCore稳压器的瞬态响应。

九、效率测量注意事项

在对核心稳压器进行准确的效率测量时，由于ISL6271A是多稳压器PMIC，应尽可能将稳压器分开。LDO的电源输入（LVCC）可以通过H2上的跳线连接到主PVCC输入，但在效率测量期间应与核心稳压器输入电压（PVCC）分开。应去除PVCC的所有其他额外负载，如LED电源和瞬态发生器电路。从H1上移除跳线可有效切断LED和瞬态发生器电路的电源，为核心稳压器效率测量做好准备。此外，如果在静态VID控制下进行效率测试，还需考虑S1中开关的100K上拉电阻，当开关处于“右”位置时，每个电阻会从PVCC汲取30 - 40uA电流。在较高输出电流水平下，这一因素相对不显著，但仍需注意。

十、动态电压管理（DVM）通过I2C实现

1. 加载驱动软件

首先，使用随附的电缆将USB - I2C接口模块连接到PC的USB端口。然后安装I2C接口的驱动软件，该软件与本文档在同一张评估套件CD中（见附录B），并按照附录B中的安装说明进行操作。

2. 硬件连接

软件加载完成且DVM选择屏幕显示后，连接评估板和USB - I2C模块。在连接评估板和USB - I2C模块之间的电缆之前，先给评估板施加输入电源（3.7V），然后将互连电缆连接到评估板上的J2。将S1的6位置开关切换到“右”以进行I2C测试。

3. DVM测试

通过PC屏幕上的下拉电压面板使用I2C命令改变电压设定点，同时监测VCore的直流电压（TP8 - TP9）。使用示波器在交流耦合和200mV/Div灵敏度下监测TP5处的VCore，验证可变压摆率命令集。示波器可以设置为根据用户调整的触发电平（从“0”V电平在命令方向上约50mV）对VCore电压变化进行单次触发。更可靠和可重复的单次触发是传入的I2C时钟信号，该信号可在I2C互连电缆的红色导体两端轻松获取。当发出“Write I2C”命令时，示波器将在时钟脉冲上触发，从而可以观察VCore电压到新电压水平的压摆率。

以上就是ISL6271A评估套件的详细设置和测试过程。大家在实际操作中是否遇到过类似电源管理芯片测试的问题呢？欢迎在评论区分享你的经验和见解。