探索LP8755EVM评估模块：从快速设置到深入测试

在电子设备的电源管理领域，德州仪器（TI）的LP8755多相6核降压转换器是一款高性能的解决方案。为了帮助工程师更好地评估和使用这款芯片，TI提供了LP8755EVM评估模块。下面，我们将深入探讨该评估模块的使用指南，包括快速设置、GUI界面概述以及效率测量等关键内容。

文件下载：LP8755EVM.pdf

一、评估模块概述

LP8755EVM评估模块用于演示TI的LP8755集成电路。LP8755是一款高性能的多相降压转换器，专为满足便携式应用中最新应用处理器的电源管理需求而设计。它包含六个降压转换器内核，组合成一个6相降压转换器。评估模块由两个PCB板组成，即LP8755评估板和USB 接口板，且LP8755板堆叠在USB接口板之上。

二、快速设置指南

2.1 安装和打开软件

许多LP8755上的组件容易受到静电放电（ESD）的损坏，因此在拆包和处理评估模块时，务必采取适当的ESD防护措施，如使用接地腕带。打开LP8755EVM包装后，要确保包含LP8755评估板、USB接口板和USB电缆。若有物品缺失，需联系最近的德州仪器产品信息中心申请更换。

评估模块的软件通过图形用户界面（GUI）进行控制，软件通过可用的USB端口与评估模块通信。其最低硬件要求包括运行Microsoft Windows® XP或更高版本操作系统的IBM PC兼容计算机、可用的USB端口和鼠标。可从http://www.ti.com/tool/lp8755evm下载最新软件，下载并解压后，连接好USB接口板和评估板，再用USB电缆将USB接口板连接到PC。在断开被测单元（UUT）电源的情况下，打开解压后的文件夹，点击lp8755_nnn.exe（nnn为版本号）启动软件，当评估软件窗口右下角显示“USB Board connected”时，表示连接成功。

2.2 电源设置

为评估模块供电需要一个电源。对于LP8755EVM的满载测试，需要一个至少提供10A和4V的直流电源，部分负载测试时，建议实用的最小电流为5A。电源通过连接器X6连接到评估模块，且电源和电缆必须对UUT呈现低阻抗，同时要尽量缩短电源线的长度。可以使用连接器X7进行远程感测，以补偿电缆中的电压降。

在断开UUT电源的情况下，将电源设置为3.7V直流，电流限制至少为5A，并将电源输出设置为OFF。将电源的正极端子（+）连接到UUT的VIN，负极端子（-）连接到GND（X6电源输入端子块），检查电路板上的跳线是否按出厂默认设置。然后将电源输出设置为ON，并按以下步骤操作：在评估软件GUI上点击“Assert VIOSYS”、“Assert NRST”，再点击“Read Registers”按钮，若在“Read Registers”按钮旁边看到绿色背景的就绪消息，并检查GUI显示“Mode”下为“PFM”，“Multi - phase”状态下为“Master; 1/6 Phases Active”，则表示评估模块已准备好以默认寄存器设置进行测试。

2.3 效率测量注意事项

输出连接方面，建议使用能在低至500mV下工作的适当电子负载或高功率系统源表仪器对UUT进行加载，最大负载电流为15A。连接电子负载时要选择合适的电线尺寸，过高的线电阻会导致功率分配路径中的电压降，从而影响输出电压的准确性。连接负载前，应将其设置为吸收0A，以避免电源浪涌或可能的电击。

为了获得最准确的电压测量结果，应使用TP16测量输入电压，使用TP10测量输出电压，因为PWB走线的电压降会导致效率测量不准确。测量流向/来自UUT的电流时，要确保使用的直流电源/电子负载的电流表准确，一些电源电流表可能存在数毫安的偏移，从而影响效率测量的准确性。若要对UUT进行非常准确的Iq测量，需从电路板上移除输入保护齐纳二极管D1，因为该二极管在组装后会产生一些泄漏，特别是在高VIN电压下。此外，USB接口板上的输出电压ADC会以几百kΩ的电阻加载LP8755的输出，也可移除EVB左下角J23至J28焊盘之间的0Ω电阻。

三、GUI界面概述

评估软件有“Main”、“Config”和“Advanced”三个选项卡，这三个选项卡共同使用户能够访问LP8755的整个寄存器映射。

3.1 主选项卡

主选项卡提供了评估模块的基本控制和芯片状态视图。主要控制包括：

“Assert VIOSYS”：勾选此复选框会向LP8755的VIOSYS引脚施加1.8V电压，启用芯片内部电压参考和LDO，释放POR并启动OTP读取周期，VIOSYS电压是系统I2C总线的参考电压。
“Assert NRST”：勾选此复选框会向LP8755的NRST引脚施加1.8V电压，启动上电序列。
“Assert SW Reset”：通过勾选和取消勾选此复选框可对芯片进行完整的软件复位。
“Assert NSLP”：置位此位表示LP8755所供电的设备处于高负载状态，可防止降压转换器进入低功耗PFM模式（ECO）。

建议的LP8755启动序列是先置位VIOSYS，然后使用GUI写入所有需要的配置位，最后置位NRST。NRST引脚是DVS（动态电压缩放）总线（即SmartReflex™总线）的参考，在芯片确认DVS总线上的任何传输之前，必须先置位NRST。

“Bucks”部分提供了所有6个降压内核的状态信息，“Mode”字段显示每个降压内核的模式，可能的值包括“Disabled”、“Soft Startup”、“PWM”、“PFM”、“ECO”和“Sleeping”。“Multi - phase Status”信息字段显示降压内核是配置为主还是从，以及有多少相处于活动状态。USB接口卡上的ADC用于测量降压转换器的输出电压，并在GUI上显示。“System Flags / Interrupts”部分提供了系统故障和警告的数据，若中断被设置，“Interrupt active”字段将在红色背景上显示“1”，引起中断的标志也会在主选项卡上设置。LP8755上的中断只能通过向相关寄存器写入“0”来清除，点击每个标志字段旁边的“Clear”按钮可清除单个标志。USB接口板使用一个I2C可访问的温度传感器IC来感测LP8755 IC附近的EVB温度，该信息显示在“Board Temperature”字段中。当选择“Poll Status”选项时，LP8755寄存器0x0D提供的芯片粗略温度信息会显示在“Chip Temperature”字段中。

GUI窗口底部的“Auto Write”复选框若被勾选（默认设置），任何勾选、取消勾选或下拉菜单选择操作都会立即启动向芯片寄存器的I2C写入操作；若未勾选，用户可点击“Write Registers”来更新芯片寄存器以对应GUI上选择的配置。选择“Poll Status”时，软件会以固定间隔向LP8755发送查询以检测芯片状态，包括操作模式、多相状态和输出电流；若未选择，用户可点击“Read Registers”来读取寄存器。在评估模块上，系统I2C和DVS（动态电压缩放）（即SmartReflex）总线均可用于与芯片接口，可从“Interface”下拉菜单中选择要使用的接口，“Bus Speed”下拉菜单中的选项可立即应用于两条总线，但要注意，DVS总线工作时NRST必须为高电平。

3.2 其他选项卡和菜单

“Tools”下拉菜单提供了另一种访问LP8755寄存器的方式，“Direct Register Access”工具可用于读取或写入任何寄存器。使用直接寄存器访问时，建议取消勾选“Poll Status”复选框，这样GUI将仅执行直接访问对话框中命令的读取和写入操作。“Config”和“Advanced”选项卡为用户提供了下拉菜单和复选框，用于设置主选项卡未涵盖的寄存器空间部分，如输出电压控制等，这些控制功能相对直观，对于六相转换器，只有Buck0（主）控制有效，具体功能可参考LP8755数据手册。

3.3 控制台

通过“View”下拉菜单中的选项可显示或隐藏控制台，控制台可用于访问LP8755寄存器，可通过寄存器名称直接读取或写入寄存器。控制台有许多集成的宏，例如：	命令	参数
register_name = register value	-	向可写的I2C寄存器或逻辑寄存器写入值，若未提供参数，则返回当前寄存器值，逻辑寄存器名称与数据手册中相同，必须为大写，如VSET_B0 = 40
wait (time)	-	等待指定的毫秒时间，在循环中很有用
advanced	-	切换到高级用户模式
user	-	从高级用户模式返回常规用户模式
vout (buck number)	-	使用USB接口板上的ADC测量任何降压输出电压，并将结果以伏特为单位返回至控制台
iout (buck number)	-	返回所选降压内核的测量负载电流
i2c_bus sr \| sys \| -	从控制台和GUI更改串行总线通信，使用指定的总线进行通信，若不带参数调用则视为查询并返回当前选择
0x address = data	-	I2C读写命令，如0x12 = 0xaa、0x12[7] = 1、0x12[3:0] = 15

控制台还支持使用脚本，若包含控制台支持命令的文本文件存储在评估软件可执行文件所在的同一文件夹中，则可在控制台中输入文本文件名来启动脚本。评估软件附带了一组脚本，当点击“Advanced”选项卡上的“Power Saver”、“Balanced”或“High Performance”按钮时会加载这些脚本，它们分别用于保存能量、最大化负载瞬态性能或实现两者之间的平衡。点击“User”按钮将加载“script4.txt”文件，默认情况下该文件包含一个循环遍历所有输出电压设置（VSET_B0）的演示，用户可根据需要修改此文件以设置特定的寄存器。