UCC28250EVM - 564评估模块：打造高效半桥DC - DC转换器的利器

一、引言

在当今的电子设备中，DC - DC转换器扮演着至关重要的角色，尤其是在电信、服务器等领域。今天要给大家介绍的是德州仪器（TI）的UCC28250EVM - 564评估模块，它旨在帮助工程师们评估UCC28250 PWM设备在DC - DC对称半桥转换器拓扑中的性能，特别是采用了二次侧控制技术，这在很多应用中都有着独特的优势。

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二、模块概述

（一）基本信息

UCC28250EVM - 564是一款100W的对称半桥DC - DC转换器，能够将36V至75V的直流输入转换为稳定的3.3V输出，最大负载电流可达30A。它主要面向电信模块设计，以48V为标称输入，其核心的UCC28250 PWM控制器可以用于一次侧控制或二次侧控制，而在这个评估模块中，采用了二次侧控制方式。

（二）典型应用

• 电信电源：对于采用二次侧控制的电信电源来说，这款评估模块可以提供稳定可靠的电源转换。
• 服务器系统：为服务器中的各种组件提供稳定的电源支持，确保服务器的稳定运行。
• 数据通信领域：满足数据通信设备对电源的严格要求。
• 各类芯片供电：如DSP、ASIC和FPGA等芯片，该模块能够为它们提供合适的电源。

  （三）模块特性

  1. 宽输入电压启动：可从36V至75V的电信输入电压启动，初始需要二次侧外部辅助电源的协助。
  2. 稳定输出：输出电压稳定在3.3V，最大负载电流为30A，并且在空载到满载、低输入电压到高输入电压的范围内，都能实现良好的电压调节。
  3. 平滑启动：即使输出电压有高达90%的预偏置，也能实现平滑单调的输出电压开启。
  4. 全面保护：具备二次侧使能开关功能，采用电压模式控制和控制驱动同步整流技术。此外，还有非锁存输出过压保护和打嗝式过流保护功能，同时一次侧与二次侧之间具有1500V的电信基本隔离。

三、电气性能规格

参数	测试条件	最小值	典型值	最大值	单位
输入特性
电压范围		36	48	75	V
最大输入电流	VIN = 36V且IOUT = 30A			3.5	A
空载输入电流	VIN = 75V			90	mA
输出特性
输出电压，VOUT	输出电流 = 0A	3.25	3.3	3.35	V
输出负载电流，IOUT				30	A
输出电压调节	线电压调节：输入电压 = 36V至75V			0.15%
负载调节：输出电流 = 0A至23A			0.15%
输出电压纹波	在IOUT = 30A时			50	mVpp
输出过流		35			A
系统特性
开关频率			200		kHz
工作频率			400
峰值效率			91%
满载效率			90%
工作温度	最小200LFM强制气流		45		°C

从这些性能参数中我们可以看出，UCC28250EVM - 564在输入输出范围、效率以及稳定性方面都有着不错的表现。

四、测试设置

（一）测试设备

• 主电源：使用HP 6015A直流电源。
• 二次侧初始偏置电源：8.0V/0.1A的直流电压源。
• 万用表：Fluke 45双显示万用表。
• 输出负载：HP 6060A直流电子负载。
• 示波器：Tektronix TDS 460A 400MHz。
• 风扇：最小200LFM的兼容风扇。
• 推荐线规：输入电压连接使用AWG #18线，输出负载连接使用AWG #16线。

  （二）测试点说明

  为了便于测试，模块上设置了多个测试点，每个测试点都有其特定的功能，如下表所示：	测试点	名称	描述
  TP1	PGND	输入电压负测试点，用于效率测试
  TP2	Vin	输入电压正测试点，用于效率测试
  TP3	En_ON	板载使能开启，默认低电平逻辑，跳线置于右侧
  TP4	VOUT+	输出电压正测试点，用于效率测试
  TP5	VOUT -	输出电压负测试点，用于效率测试
  TP6	VLine	输入滤波后一次侧正输入
  TP7	Loop+	反馈回路注入
  TP8	Loop -	反馈回路注入
  TP9	GND	一次侧信号接地
  TP10	Prebias+	预偏置输出正输入
  TP11	Vo_Ripple	输出电压纹波测试
  J1	INPUT	输入电压端子
  J2	OUTPUT	输出电压端子
  J3	En_Logic	设置使能高低电平，默认低电平，跳线跨接引脚2至1
  J4	2nd Bias	二次侧初始偏置，8.0V

五、测试过程

（一）线电压/负载调节和效率测量过程

1. 验证J3跳线是否跨接引脚2至1。
2. 确认开关S1处于位置A。
3. 按图连接0A至10A量程的电流表A1到直流电源和J1之间。
4. 连接直流电源前，将电源电流限制在最大4A，确保电源初始设置为0V，然后按图连接到J1和A1。
5. 将电压表V1跨接在直流电源两端。
6. 按图将负载Load1连接到J2，并在J1施加输入电压前将Load1设置为恒流模式，吸收0A电流。
7. 将电压表V2连接到J2。
8. 将8.0V的二次偏置电源连接到J4，并将其电压调至8.0V。
9. 开启风扇，确保风直接吹向评估模块。
10. 将直流电源电压从0V增加到36.0V。
11. 将开关S1拨到位置B。
12. 移除8.0V的二次偏置电源。
13. 测量VOUT（V2）、IOUT、VIN（V1）和Iin（A1）。
14. 将负载Load1从0A调节到更高值，最大30A。
15. 重复步骤10。
16. 将输入电压增加到不同值，最大75V，并重复步骤10和11。

    （二）设备关机

17. 将负载Load1减小到0A。
18. 将开关S1拨到位置A。
19. 将输入电压VIN从75.0V减小到0V。
20. 关闭输入电源VIN和风扇。
21. 关闭负载。

（三）操作注意事项

• 该评估模块启动依赖外部辅助电源（8.0V/0.1A），启动后可在无辅助电源下正常运行。若移除辅助电源，在使能关闭后需重新添加才能再次启动。
• 此模块没有线电压欠压开启/关闭功能，务必按照上述测试步骤进行开启和关闭操作，否则可能出现异常甚至损坏。
• 在评估保护功能（如过压保护和过流保护）时，需保持外部辅助电源连接并设置为8.0V。

六、性能数据和典型特性曲线

文档中给出了一系列典型性能曲线，包括效率、负载调节、波特图、开启波形（有无预偏置输出电压情况）、关闭波形和输出纹波等曲线。这些曲线能够直观地展示评估模块在不同条件下的性能表现，对于工程师来说是非常重要的参考依据。通过分析这些曲线，我们可以更好地了解模块的工作特性，优化设计方案。

七、模块组装图和PCB布局

评估模块的PCB尺寸为4.0英寸×2.3英寸，采用FR406或兼容材料，四层板结构，每层为2盎司铜。文档提供了顶层组装图、底层组装图、顶层铜层、内部两层和底层铜层的布局图。合理的PCB布局对于模块的性能和稳定性至关重要，工程师在设计自己的产品时，可以参考这个布局，确保电路的可靠性和电磁兼容性。

八、材料清单

文档详细列出了评估模块所使用的各种组件，包括电容、电阻、二极管、晶体管、变压器等，以及它们的型号、数量、制造商等信息。这对于工程师进行器件选型、故障排查以及参考设计都有很大的帮助。

九、重要注意事项

（一）适用范围

该评估模块仅用于工程开发、演示或评估目的，并非适合一般消费者使用的成品。使用者需要具备电子专业知识，遵循良好的工程实践标准。

（二）合规性

此评估模块不符合欧盟关于电磁兼容性、有害物质限制（RoHS）、回收（WEEE）、FCC、CE或UL等指令的要求，可能无法满足这些指令的技术要求。

（三）保修和责任

如果评估模块不符合用户指南中的规格，可在交付日期起30天内退还以获得全额退款。用户需承担处理和使用产品的全部责任和风险，并对TI因产品处理或使用产生的所有索赔进行赔偿。TI对产品的应用协助、客户产品设计、软件性能或专利侵权等不承担责任。

（四）操作限制

• 必须在输入电压36V至75V和输出电压3.3V的范围内操作评估模块，超出范围可能导致意外操作或不可逆转的损坏。
• 部分电路组件在正常运行时外壳温度可能超过60°C，操作时需注意测量探头靠近这些组件时的温度，避免烫伤。

总之，UCC28250EVM - 564评估模块为工程师在设计半桥DC - DC转换器时提供了一个很好的参考和测试平台。通过对其性能的评估和分析，我们可以更好地了解二次侧控制技术在电源转换中的应用，并且能够根据实际需求进行针对性的设计优化。大家在使用过程中有没有遇到过什么有趣的问题或者独特的应用场景呢？欢迎在评论区分享交流。