探索ADP2389/ADP2390：18V、12A降壓調(diào)節(jié)器評(píng)估指南

作為電子工程師，在電源管理領(lǐng)域，我們總是在尋找高效、可靠且性能出色的降壓調(diào)節(jié)器。今天，就和大家深入探討一下ADP2389/ADP2390這兩款18V、12A降壓調(diào)節(jié)器，以及它們的評(píng)估板ADP2389 - EVALZ/ADP2390 - EVALZ。

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一、ADP2389/ADP2390的特性亮點(diǎn)

1. 輸入輸出參數(shù)

輸入電壓范圍為4.5V至18V，能適應(yīng)多種電源環(huán)境；連續(xù)輸出電流可達(dá)12A，可滿(mǎn)足大多數(shù)中高功率設(shè)備的需求。

2. 集成MOSFET

集成的MOSFET電阻為17mΩ/4.5mΩ，有助于降低功耗，提高轉(zhuǎn)換效率。

3. 參考電壓

參考電壓為0.6V ±0.5%，提供了高精度的電壓基準(zhǔn)。

4. 可編程特性

• 可編程開(kāi)關(guān)頻率在200kHz至2.2MHz之間，為堆疊式多相電源解決方案提供了可能。
• 可編程電流限制，精度為±10%，可根據(jù)實(shí)際需求優(yōu)化電感。

  5. 其他特性

• 增強(qiáng)的瞬態(tài)響應(yīng)特性，能改善負(fù)載瞬態(tài)性能，減少輸出電容。
• 具備精確的使能和電源良好信號(hào)。
• 支持外部補(bǔ)償和軟啟動(dòng)。
• ADP2390還具有PFM模式，可在輕載時(shí)提高效率。
• 能夠啟動(dòng)到預(yù)充電輸出。
• 得到ADIsimPower?設(shè)計(jì)工具的支持，方便工程師進(jìn)行設(shè)計(jì)和仿真。

二、評(píng)估板概述

ADP2389/ADP2390評(píng)估板是一個(gè)完整的12A、18V降壓調(diào)節(jié)器解決方案，采用近乎理想的印刷電路板（PCB）布局，方便用戶(hù)評(píng)估這兩款調(diào)節(jié)器的性能。評(píng)估板的輸出預(yù)設(shè)為1.8V，開(kāi)關(guān)頻率設(shè)置為500kHz，通過(guò)更改適當(dāng)?shù)臒o(wú)源組件可以實(shí)現(xiàn)不同的輸出電壓設(shè)置，環(huán)境溫度工作范圍為 - 40°C至 + 85°C。

三、評(píng)估板硬件連接與操作

1. 電源供應(yīng)

• 跳線J5（使能）：要啟用調(diào)節(jié)器，將J5的中間引腳EN短接到高電平；要禁用調(diào)節(jié)器，則短接到低電平。
• 輸入電源：如果輸入電源帶有電流表，可使用該表監(jiān)測(cè)輸入電流，將電源正極連接到評(píng)估板的J7（PVIN），負(fù)極連接到J14（GND）；若電源無(wú)電流表，需串聯(lián)一個(gè)電流表，將電源正極連接到電流表正極，電源負(fù)極連接到J14（GND），電流表負(fù)極連接到J7（PVIN）。
• 輸出負(fù)載：連接負(fù)載前，確保評(píng)估板關(guān)閉。將電子負(fù)載或電阻連接到評(píng)估板的輸出端，負(fù)載正極連接到J12（VOUT），負(fù)極連接到J15（GND）。
• 輸入輸出電壓表：使用電壓表測(cè)量輸入和輸出電壓，確保電壓表連接到評(píng)估板的適當(dāng)端子，避免連接到負(fù)載或電源，以免因引線或連接點(diǎn)的電壓降導(dǎo)致測(cè)量電壓不準(zhǔn)確。測(cè)量輸入電壓時(shí)，電壓表正極連接到J9（PVIN_SNS），負(fù)極連接到J13（GND_SNS）；測(cè)量輸出電壓時(shí)，正極連接到J11（VOUT_SNS），負(fù)極連接到J16（GND_SNS）。
• 開(kāi)啟評(píng)估板：連接好電源和負(fù)載后，按以下步驟開(kāi)啟評(píng)估板：
  • 確保電源電壓大于4.5V且小于18V。
  • 確保EN為高電平，并監(jiān)測(cè)輸出電壓。
  • 開(kāi)啟負(fù)載，檢查負(fù)載電流是否正常，驗(yàn)證輸出電壓是否保持穩(wěn)定。

四、評(píng)估板性能測(cè)量

1. 開(kāi)關(guān)波形測(cè)量

使用示波器觀察開(kāi)關(guān)波形，將示波器探頭尖端放在測(cè)試點(diǎn)J3（SW），探頭接地端連接到J1（GND），將示波器設(shè)置為直流模式，并設(shè)置適當(dāng)?shù)碾妷汉蜁r(shí)間刻度。

2. 負(fù)載調(diào)節(jié)測(cè)量

通過(guò)增加輸出負(fù)載電流，觀察輸出電壓的變化來(lái)測(cè)量負(fù)載調(diào)節(jié)，使用短而低電阻的導(dǎo)線以減少電壓降。

3. 線路調(diào)節(jié)測(cè)量

通過(guò)改變輸入電壓，在固定輸出電流的情況下檢查輸出電壓的變化來(lái)測(cè)量線路調(diào)節(jié)。

4. 線路瞬態(tài)響應(yīng)測(cè)試

生成階躍輸入電壓變化，使用示波器觀察輸出電壓的行為。

5. 負(fù)載瞬態(tài)響應(yīng)測(cè)試

在輸出端生成負(fù)載電流瞬變，使用示波器觀察輸出電壓響應(yīng)，將電流探頭連接到輸出和負(fù)載之間的導(dǎo)線上以捕獲電流瞬變波形。

6. 效率測(cè)量

效率η通過(guò)比較輸入功率和輸出功率來(lái)測(cè)量，公式為(eta=frac{V{OUT } × I{OUT }}{V{IN } × I{IN }})，測(cè)量輸入和輸出電壓時(shí)應(yīng)盡量靠近輸入和輸出電容，以減少電壓降的影響。

7. 電感電流測(cè)量

移除電感的一端，將電流環(huán)串聯(lián)在電感端和其焊盤(pán)之間（也可將電流探頭連接到該導(dǎo)線上）來(lái)測(cè)量電感電流。

8. 輸出電壓紋波測(cè)量

將示波器探頭跨接在輸出電容兩端，探頭接地端連接到電容負(fù)極，探頭尖端放在電容正極，將示波器設(shè)置為交流模式，10mV/格，2μs/格時(shí)基，20MHz帶寬。對(duì)于高頻測(cè)量，需去除示波器探頭護(hù)套，用無(wú)屏蔽導(dǎo)線纏繞探頭，盡量縮短探頭接地長(zhǎng)度以測(cè)量真實(shí)紋波。

五、評(píng)估板修改

1. 改變輸出電壓

通過(guò)更換R9和R5電阻的值可以改變ADP2389/ADP2390的輸出電壓設(shè)定點(diǎn)，具體電阻值可參考文檔中的表格。為確保輸出電壓精度下降小于0.5%，底部分壓電阻R5應(yīng)小于30kΩ，頂部電阻R9的值可通過(guò)公式(R 9=R 5 timesleft(frac{V_{OUT }-0.6 V}{0.6 V}right))計(jì)算。改變輸出電壓時(shí)，需要重新計(jì)算并更改電感（L1）、輸出電容（C13、C14、C15、C16和C17）以及補(bǔ)償組件（R10、C5和C4）的值，以確保穩(wěn)定運(yùn)行。

2. 改變開(kāi)關(guān)頻率

通過(guò)更換R6電阻的值可以改變開(kāi)關(guān)頻率（(f{SW})）設(shè)定點(diǎn)，公式為(f{S W}(kHz)=67,000 /(R 6(k Omega)+12))。改變開(kāi)關(guān)頻率時(shí)，同樣需要重新計(jì)算并更改電感、輸出電容和補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò)的值。

3. 改變軟啟動(dòng)時(shí)間

評(píng)估板上ADP2389/ADP2390的軟啟動(dòng)時(shí)間預(yù)設(shè)為4ms，通過(guò)更換C3電容的值可以改變軟啟動(dòng)時(shí)間，公式為(C 3(nF)=5.67 × t_{ss} (ms))。

4. 改變峰值電流限制閾值

通過(guò)更換R7電阻的值可以改變ADP2389/ADP2390的峰值電流限制閾值，公式為(I_{O C P}(A)=1000 /(R 7(k Omega)+0.5))。通過(guò)編程不同的峰值電流限制閾值，可以根據(jù)實(shí)際應(yīng)用優(yōu)化電感（L1）的值和尺寸。

六、總結(jié)

ADP2389/ADP2390降壓調(diào)節(jié)器憑借其豐富的特性和出色的性能，為電子工程師在電源管理設(shè)計(jì)中提供了一個(gè)強(qiáng)大的工具。通過(guò)評(píng)估板，我們可以方便地對(duì)其進(jìn)行性能評(píng)估和參數(shù)調(diào)整。在實(shí)際應(yīng)用中，我們需要根據(jù)具體需求合理設(shè)置和修改評(píng)估板的參數(shù)，以確保調(diào)節(jié)器能夠穩(wěn)定、高效地工作。大家在使用過(guò)程中有沒(méi)有遇到什么特別的問(wèn)題呢？歡迎在評(píng)論區(qū)分享交流。