模拟控制DCM3623和DCM4623 ChiP™评估板使用指南

在电子工程领域，对于DC - DC转换器的评估和测试是非常重要的环节。今天我们就来详细介绍一下模拟控制DCM3623和DCM4623 ChiP评估板，它能帮助我们更好地了解和评估DCM系列隔离式DC - DC转换器。

文件下载：DCD24AP050T180A50.pdf

1. 评估板概述

1.1 适用范围

该评估板设计用于DCM系列隔离式DC - DC转换器。其中，DCM3623板用于模拟控制、低输入电压的DCM3623 ChiP产品；DCM4623板用于模拟控制、高输入电压（离线）的DCM4623 ChiP产品。

1.2 功能配置

评估板可根据应用需求进行各种启用和故障监控方案的配置，以及不同的微调模式操作。它既可以单独配置使用，也能作为模块阵列使用。

启用选项

• 板载机械开关（默认）
• 外部控制

微调选项

• 固定微调操作（默认）：初始启动时，TR引脚允许浮空，DCM禁用输出微调，输出微调被编程为标称额定输出电压 (Vout) 。
• 可变微调操作，板载可变电阻：微调引脚电压是比例式的，通过一个变阻器与DCM内部连接到VCC的上拉电阻配合工作。
• 可变微调操作，板外控制：微调引脚电压通过外部编程控制，该控制参考系统中每个特定DCM的–IN端。

故障监控选项

• 板载LED：FT引脚驱动可见LED，用于直观反馈故障状态。
• 板载光耦合器：FT引脚驱动板载光耦合器，将故障状态跨越一次 - 二次隔离边界。

2. 评估板内容与特性

2.1 内容清单

• 1块DCM评估板
• 1套顶部和底部散热片组件（预装）
• 1套硬件套件

2.2 特性

• 输入输出连接：提供输入和输出接线片，用于电源和负载连接。
• 输入保护：配备适当额定值的输入保险丝。
• 输入滤波：基本输入滤波，包括用于添加通孔输入铝电解电容器的插座，以实现额外的电源去耦。不过要注意，评估板上的滤波仅用于演示目的，可能并非所有应用的最佳解决方案。对于并联阵列应用的最佳滤波器设计，可参考使用中的DCM数据手册和在线滤波器设计工具（https://app2.vicorpower.com/filterDesign/intiFilter.do ）。
• 输出滤波：基本输出滤波，包含用于添加通孔输出铝电解电容器的插座。
• 启用开关：通过拨动开关经ENABLE引脚启用和禁用DCM。
• 微调控制：有多种微调控制选项，包括使用电位器、外部电压源，或打开以禁用微调并锁定模型标称微调条件。
• 电流测量：可将输入和输出差模电感替换为线环，用于基于示波器/分流器的电流测量。
• 电压测量：配备示波器探头插孔，用于精确的高频输出电压测量。
• 并联连接：提供双并联连接器，用于ENABLE、TRIM、FAULT和SGND信号连接，以便在阵列中与其他DCM评估板进行菊花链控制。
• 测试点：为所有电源引脚提供开尔文电压测试点。
• 散热组件：配备DCM的顶部和底部散热片组件。

3. 评估板详细描述

3.1 通用组件

• DCM（PS01）：核心的DC - DC转换器模块。
• 输入接线片：尺寸适合#10硬件，用于连接输入电源。需注意该板不包含反极性保护，在通电前要检查极性。
• 输入保险丝（F01和F02）：根据板上DCM型号适当额定。
• 输入滤波器：由陶瓷输入电容器（C15 - C22）、滤波电感（L01）和阻尼电阻（R08）组成，提供输入滤波。插座（H01 - H02，H03 - H04）可方便安装铝电解输入电容器，DCM3623板还增加了H09 - H10用于额外的输入旁路。
• 启用/禁用开关（SW01）：当执行器处于板上“ON”文本上方位置时，ENABLE引脚打开，DCM启用；处于“OFF”文本下方位置时，ENABLE引脚连接到SGND，DCM禁用。当开关SW01处于“ON”位置时，外部电压源可控制ENABLE状态。
• 微调控制跳线（J09）：可选择通过板载微调变阻器或外部电压源启用微调功能，以设置DCM编程的微调值。
• 输出接线片：尺寸适合#10硬件，用于将输出直接连接到负载。
• 输出示波器探头插孔（J01）：用于精确测量输出电压（如纹波），该插孔与许多常见的无源电压探头型号直接兼容。插入探头时要注意移除接地引线和绝缘套筒，确保探头尖端位于插孔中心插座。为避免意外短路，不要在通电时进行安装。
• 输出滤波器：由输出电容器（C201）、滤波电感（L02）、阻尼电阻（R16 - R17）和陶瓷输出电容器（C02 - C05）组成，提供输出滤波。插座H05 - H06和H03 - H04可方便安装铝电解输出电容器。
• 高端电流感测线环：通过移除相关电感和阻尼电阻，所有输入或输出电流可通过线环或与示波器电流探头配合使用。线环安装在适用电感位置附近的大镀通孔对处。
• 双并联线 - 板连接器（J02和J03）：用于在并联操作期间跨板组件传输控制信号及其参考（ENABLE、SHARE、FAULT和SGND）。该连接器样式简单，使用18 - 24AWG实心线，插入后弹簧加载的倒钩可固定电线，无需焊接。若要释放电线，可将薄刀片工具（如AVX 06 - 9276 - 7001 - 01 - 000或类似工具）插入每个电线入口点上方的插槽。

3.2 测试点描述

测试节点有标签，并包含用于连接微型探头、夹子或钩子的SMT测试点。分为一次侧参考测试点和二次侧参考测试点，分别用于测量输入电压、ENABLE信号、TRIM信号、FAULT信号等，为我们提供了全面的测试接口。

3.3 原理图、装配图和物料清单

文档中提供了DCM3623和DCM4623评估板的原理图、装配图，以及详细的物料清单。物料清单包含了通用组件、特定于低电压DCM3623评估板的组件、100V DCM3623评估板的组件、所有DCM4623评估板的组件，以及特定于DCM型号的组件等信息，方便我们进行元器件的选型和替换。

4. 推荐测试设备

• 安全眼镜
• DC电源：参考特定DCM型号数据手册，确保电源有足够的功率和电流能力，特别是在低电压时，以满足DCM启动时的浪涌电流需求。
• 电子负载：参考特定DCM型号数据手册，确保负载有足够的功率处理和电流能力用于测试。
• 冷却风扇
• 数字万用表（DMMs）
• 示波器和探头
• 函数发生器
• 辅助工作台电压源（可选，用于二次侧故障监控光耦合器的偏置）
• 互连电线、电缆和紧固硬件
• 校准的输入和输出分流器，额定值适当
• 用于从并联连接器中取出电线的薄刀片工具（AVX 06 - 9276 - 7001 - 01 - 000或类似工具）

5. 基本连接与操作

5.1 基本连接

• 确认工作台设备已断电。
• 将输入DC电源的正极连接到评估板的+IN输入接线片，负极连接到–IN输入接线片。
• 将评估板的CHASSIS_GROUND接线片连接到安全的“绿线”接地。
• 将评估板的+OUT接线片连接到电子负载的正输入，–OUT接线片连接到电子负载的负输入。
• 引导冷却风扇的气流通过DCM散热片鳍片。
• 准备好最新的DCM数据手册以供参考。

5.2 操作细节

启用控制

SW01用于控制启用。“OFF”位置时，开关将SG连接到EN网络，禁用DCM；“ON”位置时，SG与EN网络断开。可使用PRI_EN测试点进行外部连接到EN，此时SW01应设置为“ON”以允许外部控制。J02和J03并联连接器可用于跨不同板连接EN网络，要启用并联阵列中的DCM，所有板的SW01都应设置为“ON”，以避免将EN节点拉低。

微调控制

跳线块J09用于配置微调。无跳线安装时，微调电位器和外部微调控制测试点都不连接到TR网络，但并联连接器始终连接到TR网络。跨J09.1和J09.2加载跳线时，微调电位器R26作为变阻器连接在TR节点和SG之间；跨J09.3和J09.4加载跳线时，外部微调测试点连接到TR节点。DCM内部有一个上拉电阻连接到VCC（标称3.3V），当 (VIN) 施加到DCM时，它会采样TR节点电压。若TR节点拉高到VCC，只要有输入电源，DCM就会禁用微调，编程的微调条件将是DCM型号的标称额定 (Vout) ；若TR节点在 (VIN) 施加时不允许拉高到VCC，则只要DCM有输入电源，微调就会启用。在使用J02和J03并联连接器的并联设置中，除顶部板外，所有板的J09微调跳线选择块应打开。

故障监控

跳线块J10用于配置如何监控FT节点。无跳线安装时，可见LED和光耦合器都不连接到FT网络，但并联连接器始终连接到FT网络。跨J10.3和J10.4加载跳线时，D01处的可见LED及其偏置电阻网络R09和R32连接到FT节点；跨J10.1和J10.2加载跳线时，M02处的光耦合器及其偏置电阻网络R21和R22连接到FT节点。DCM的FT输出可直接与阵列中其他DCM的FT输出并联，阵列中的FT节点形成“线或”逻辑，任何DCM都可将FT节点拉高。要注意避免FT引脚过载，不要同时配置J10使用LED和光耦合器指示器。在使用光耦合器时，需要在“+5V”和“SEC_SG”测试点之间连接一个5V工作台电源，以便将FT节点的状态传输到DCM隔离边界的二次侧。

5.3 底盘接地

DCM的散热片组件连接到板的CHASSIS_GND节点，以及DCM每个电源连接的Y电容。需要将CHASSIS_GND接线片连接到接地。

5.4 并联操作

多个DCM的并联和共享性能可通过堆叠多个评估板并使用支座互连输入和输出，形成并联阵列来轻松演示。DCM使用负负载线在阵列中实现无线下垂共享。阵列中的每个DCM的操作方式与独立单元相同。在微调条件相等的情况下，负载可在多个DCM之间有效共享。若微调条件不匹配，在轻到中等负载条件下，负载不会平均分配。随着负载增加，一个或多个DCM（从编程输出微调电压最高的开始）将进入电流限制，其对总输出电流的贡献将达到稳定值。只要负载不超过DCM阵列的最大负载额定值，输出电压将由仍处于恒压模式的任何剩余DCM继续调节。

在并联阵列中，所有DCM必须是相同型号。板应使用金属支座在+IN和–IN接线片、+OUT和–OUT接线片以及CHASSIS_GND接线片处进行物理堆叠，这样也能实现这些节点的电气连接，以便对系统进行单电源、单负载和接地连接。若使用并联连接器，或EN、TR或FT引脚以任何方式互连，则–IN接线片必须连接在一起。但如果所有DCM的所有控制信号完全相互隔离，则+IN和–IN接线片在评估板之间可以保持独立，DCM可以使用完全独立的输入电源运行。支座长度要足够，以避免板之间接触，并允许气流流向系统中的所有DCM。若需要协调启用控制、微调或故障监控，可使用并联连接器J09和J10轻松互连跨板的PRI_FT、PRI_EN、PRI_TR_和PRI_FT节点。

通过以上对模拟控制DCM3623和DCM4623 ChiP评估板的详细介绍，相信大家对该评估板有了更深入的了解。在实际应用中，我们可以根据具体需求进行灵活配置和操作，以实现对DCM系列DC - DC转换器的有效评估和测试。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。