VI Chip® VTM™ 评估板使用指南：电子工程师的详细解读

在电子工程领域，评估板是验证和测试电子元件性能的重要工具。今天，我们来详细探讨 Vicor 的 VI Chip® VTM™ 评估板，它为评估 Vicor VTM 电流倍增器的性能提供了便利。

文件下载：VTD48EF020T080B00.pdf

评估板概述

内容清单

每个 VTM 评估板都包含以下物品：

• 1 块 VTM 评估板
• 1 个 VI Chip® 推针式散热器
• 2 个用于安装散热器的 VI Chip 推针
• 1 套硬件套件
• 2 个通孔配对连接器
• 1 个通孔 22µF 输入电容器

重要注意事项

在设置 VTM 评估板之前，请务必阅读本指南。同时，在操作过程中要遵循一些基本的安全和操作规范，比如佩戴经批准的安全眼镜、为电线提供应变 relief 并将评估板固定在测试台上、在连接和断开测试探头及接口线时要先移除电源以避免短路和接触热表面，并且切勿在通电时将评估板从 PRM™ 评估板上断开。

评估板特性

输入输出滤波

• 输入滤波：采用陶瓷电容器，并设有用于安装通孔铝电解电容器的插座，可确保大多数输入源的稳定运行。
• 输出滤波：使用陶瓷电容器，有助于减少输出电压的开关纹波。

测试与连接功能

• 示波器探头插孔：用于精确测量输出电压（如纹波），但在通电时请勿安装，且可能并非与所有示波器探头兼容。
• Kelvin 测试点：可测量输入电压、输出电压以及 VTM 的所有信号引脚，避免因互连损耗导致的测量误差。
• 插座设计：每个测试点都有插座，方便安装通孔组件和实心电线，便于连接外部电路和测试设备。
• 电源连接：提供输入和输出接线片，用于电源和负载连接；还设有输入电源和信号连接器，可与 PRM™ 模块进行测试。
• 非隔离远程感应操作：具备注入网络分析仪信号的功能，设有 2512 电阻焊盘用于安装零欧姆电阻以打破 VTM 隔离，还有带本地感应电阻的感应引脚连接到 +OUT 和 –OUT。

评估板组件详细介绍

通用组件

• VTM™ (PS10)：核心组件，是评估的对象。
• 输入接线片：用于连接输入源，尺寸适合 #10 硬件，但该板无反极性保护，使用前需检查极性。
• 输入滤波：输入电容器（CIN）和陶瓷电容器可确保稳定运行，插座方便安装铝电解输入电容器。
• 电源/信号连接器（J14）：用于接收来自上游 PRM™ 板的电源（+OUT/–OUT）和 VC 信号。
• 信号连接器（J11）：用于在 VTM 和 PRM 板之间传输 VTM PC、IM、TM、–IN 和输出感应信号，其中 VTM 的 TM 引脚在自适应环路操作中为 PRM 的 VT 引脚提供反馈，+S 和 –S 信号为 PRM 远程感应电路提供电压感应。
• 输出接线片：用于直接连接负载，尺寸适合 #10 硬件。
• 输出滤波：陶瓷电容器有助于减少输出电压的开关纹波。
• 输出示波器探头插孔（J12）：用于精确测量输出电压，操作时需移除示波器接地引线并确保探头与插孔良好连接。
• TM 滤波：过滤 TM 信号噪声，滤波器的转折频率设置在 VTM 开关频率以下。
• 感应引脚和本地感应电阻：用于非隔离远程感应操作中感应 VTM 的输出电压，可通过将双绞线从感应测试点直接连接到负载来绕过本地感应电阻。
• VTM 隔离边界：可通过焊接零欧姆分流器或使用插座来打破隔离，实现 VTM 板和 PRM 板的非隔离远程感应操作。
• 散热器推针：用于将散热器固定到评估板上，建议使用风扇进行散热。
• 配对连接器：用于连接 PRM 和 VTM，共享电源和信号连接。

测试点和插座说明

评估板上的每个测试点插座可接受直径为 0.015 - 0.025 英寸的实心电线和通孔组件的引脚，所有测试点都排列在板的边缘，方便访问、测量和连接外部电路。具体测试点和插座的功能如下表所示：

参考标号	功能名称	功能描述
TP20 TP21	+IN –IN	输入电压测试点，提供与 VTM™ 输入引脚的 Kelvin 连接，用于测量输入电压以避免互连损耗导致的误差。
H20 H21	+IN –IN	+IN 和 –IN 测试点的插座，与 VTM 输入引脚 Kelvin 连接。
TP17 TP22	+OUT –OUT	输出电压测试点，提供与 VTM 输出引脚的 Kelvin 连接，用于测量输出电压以避免互连损耗导致的误差。
H17 H22	+OUT –OUT	+OUT 和 –OUT 测试点的插座，与 VTM 输出引脚 Kelvin 连接。
TP12	VC	VC 测试点提供与 VTM 的 VC 引脚的 Kelvin 连接，可用于施加和测量 VC 信号，参考 –IN 信号。不使用 PRM 时，施加 14V 到 VC 可启用 VTM。
H12	VC	VC 测试点的插座，与 VTM 的 VC 引脚 Kelvin 连接，与 –IN 插座对齐，用于放置从 VC 到 –IN 的通孔电阻。
TP10	PC	PC 测试点提供与 VTM 的 PC 引脚的 Kelvin 连接，可用于测量 PC 信号，参考 –IN 信号。连接 PC 到 –IN 可禁用 VTM。
H10	PC	PC 测试点的插座，与 VTM 的 PC 引脚 Kelvin 连接。
TP11	TM	TM 测试点提供与 VTM 的 TM 引脚的 Kelvin 连接，可用于测量和监控 TM 信号，参考 –IN 信号。
H11	TM	TM 测试点的插座，与 VTM 的 TM 信号 Kelvin 连接。
TP16	FILTERED TM	提供 TM 信号的低噪声测量，可参考 –IN 使用此测试点测量 TM RC 滤波器的输出。
H15	FILTERED TM	TP16 测试点的插座。
TP13	–IN	–IN 测试点提供与 VTM 的 –IN 引脚的 Kelvin 连接，VTM 输入侧的所有信号都参考 –IN 信号进行测量。
H13	–IN	–IN 测试点的插座。
TP15 TP14	+S –S	输出感应测试点通过本地感应电阻连接到 VTM 的输出引脚，路由到连接器 J11，用于 VTM 和 PRM™ 的差分非隔离远程感应电路的远程感应操作。
H15 H14	+S –S	+S 和 –S 测试点的插座。
TP18 TP19	AC SIG INJ	可用于注入网络分析仪的隔离信号，用于在使用 VTM 和 PRM 的远程感应操作中进行波特图测量以测量稳定性。
H18 H19	AC SIG INJ	AC +/– 测试点的插座。
TP30	IM	IM 测试点提供与 IM 引脚的 Kelvin 连接，可用于测量半 VTM 的 IM 信号，可用于监控 VTM 的输出电流，仅在半 VTM 板上可用。
H27	IM	IM 测试点的插座。

评估板的操作模式

独立操作与 PRM - VTM 操作

• 独立操作：仅施加输入电压时，VTM 无法自启动，需向其 VC 引脚或测试点施加 14V 电压才能激活。启动后，当输入电压达到 26V 时可移除 VC 电压，或者持续施加 VC 电压以允许在低于 26V 的输入电压下运行。建议在独立操作时使用板上提供的 22µF、100V 电解输入电容器。
• PRM - VTM 操作：PRM 通过 J14 连接器为 VTM 提供电源和 VC 脉冲。想了解更多 PRM + VTM 操作模式的信息，可参考 VI Chip® PRM 评估板 UG:013。

非隔离远程感应

要在 PRM 评估板上演示非隔离远程感应，需通过将 VTM 的 –IN 连接到 –OUT 打破 VTM 隔离，可使用 R19 电阻焊盘两侧的插座或在 R19 位置焊接 2512 零欧姆电阻。输出感应测试点路由到连接器 J11 并为 PRM 远程感应电路提供反馈。默认情况下，+S 和 –S 引脚通过本地感应电阻连接到 VTM 的输出引脚，若要在远程负载点进行感应，可通过将 +S 和 –S 测试点连接到所需的感应位置来绕过本地感应电阻，建议使用双绞线以避免噪声拾取。调整补偿时，建议使用网络分析仪测量闭环频率响应，VTM 板提供的测试点可用于注入网络分析仪的交流信号并测量闭环响应。

并联操作

• VTM 并联：通过堆叠多个评估板并使用具有足够电流额定值的支柱互连输入和输出，可演示设备的并联和电流共享能力。在独立 VTM 操作中并联 VTM 时，应将 VC 引脚连接在一起以实现同步启动。
• PRM 并联：PRM 板也可并联以创建高功率 PRM - VTM 阵列，需使用相同尺寸的支柱并联连接 PRM 的输入、输出和互连信号。每个 VTM 需要来自 PRM 的 VC 信号才能启动，建议尽可能使用 PRM 板上的 J13 连接器和 VTM 板上的 J14 连接器将一个 PRM 的 VC 连接到一个 VTM 的 VC，必要时一个 PRM 的 VC 可驱动多达两个 VTM（需要额外的板外连接）。

其他操作要点

散热器安装

每个 VTM 演示板都配有散热器和推针，测试前建议将散热器安装在适当位置，安装时要注意不要超过数据手册中规定的设备最大压缩量，在大多数实验室环境中，建议使用风扇吹过评估板进行散热。

反向操作

VTM 能够在主电源和次级电源端子之间进行双向功率传输，某些 VTM 如 VTM48EF040T050B0R 和 VTM48EF120T025A0R 可进行连续反向操作（从次级到初级的功率传输）。通常，可逆 VTM 的部件编号最后一个字符为 R，但需参考数据手册确定特定 VTM 是否符合连续反向操作条件。在独立操作中进行反向操作时，施加的 VC 电压必须参考 –PRI（–IN），VC 可在次级（源）电压之前或之后施加，在次级电压之后施加 VC 会导致数据手册中描述的不可忽略的次级浪涌电流，需参考数据手册中的峰值次级浪涌值并确保源的额定值合适。评估板的保险丝位于初级侧，若需要在次级（源）侧进行保险丝保护，则应根据设备额定值在外部添加。测试合格的 VTM 反向操作时，需遵循 VTM 独立操作程序并进行以下更改：

1. 将电压源连接到次级（输出）接线片。
2. 将负载连接到初级（输入）接线片。

同时，要确保施加的源电压极性正确且在 VTM 的次级电压额定范围内，可能需要在次级端子之间安装输入电容器以解耦输入源。

订购信息

VTM 评估板可从 Vicor 网站订购，订购演示板时，需将 VTM 部件编号中的 VTM 替换为 VTD，具体部件编号列表可查看 http://www.vicorpower.com/dc - dc - converters - board - mount/vtm。

总之，Vicor 的 VI Chip® VTM™ 评估板为电子工程师提供了一个全面且方便的平台来评估 VTM 电流倍增器的性能。通过了解评估板的特性、组件、操作模式和注意事项，工程师们能够更好地利用这个工具进行设计和测试。你在使用类似评估板时遇到过哪些问题呢？欢迎在评论区分享你的经验。