ADP5070/ADP5071 DC - DC 開關穩壓器評估指南

在電子設備的電源設計中，DC - DC 開關穩壓器是非常關鍵的組件。今天，我們就來深入了解一下 Analog Devices 公司的 ADP5070 和 ADP5071 DC - DC 開關穩壓器，以及對應的評估板 ADP5070CP - EVALZ 和 ADP5071CP - EVALZ。

文件下載：ADP5071CP-EVALZ.pdf

一、ADP5070/ADP5071 特性

1. 輸入輸出參數

• 輸入電壓范圍：3 V 到 13.2 V，這使得它能適應多種電源環境。
• 輸出電流：ADP5070 的正輸出（(V{POS})）最大可達 480 mA，負輸出（(V{NEG})）最大可達 140 mA；ADP5071 的正輸出（(V{POS})）最大可達 1020 mA，負輸出（(V{NEG})）最大可達 320 mA，具體輸出電流會根據輸入電壓有所變化。
• 輸出電壓：標準輸出為 ±15 V，使用低 dropout（LDO）穩壓器時輸出為 ±12 V。

二、評估套件內容與所需額外設備

1. 評估套件內容

評估套件包含 ADP5070CP - EVALZ 或 ADP5071CP - EVALZ 評估板，這是我們進行評估的核心工具。

2. 額外設備

還需要 DC 電源、用于電壓和電流測量的萬用表以及電子或電阻負載。這些設備能幫助我們準確地對穩壓器進行各項性能測試。

三、評估板硬件與配置

1. 硬件配置

評估板被配置為從 3 V 到 13.2 V 的輸入提供 ±15 V 的輸出。可選的 LDO 穩壓器分別配置為 12 V（ADP7142）和 - 12 V（ADP7182）輸出。通過參考 ADP5070 和 ADP5071 數據手冊或 ADIsimPower 工具，用戶可以對設計進行定制。定制設計時，正負極之間可能會出現超過 70 V 的電壓，因此用戶需要確保設計的安全性。

2. 功能描述

評估板上有多個跳線和連接器，每個都有特定的功能。例如：

• VIN、POS、NEG：為 ADP5070/ADP5071 提供電源，默認輸入范圍是 3 V 到 5.5 V，正輸出默認 15 V，負輸出默認 - 15 V。
• V_EN：提供鉗位使能電壓，允許評估板在輸入電壓大于 5.5 V 時正常工作而不損壞 EN1 和 EN2 引腳。
• EN1 和 EN2：分別是升壓穩壓器和反相穩壓器的精密使能引腳，通過連接或斷開跳線來控制穩壓器的開啟和關閉。
• SYNC/FREQ：用于同步輸入和頻率設置，可以設置開關頻率為 2.4 MHz 或 1.2 MHz，也可以連接外部時鐘進行同步。
• SEQ：啟動序列控制，可實現手動或同時啟動正負極輸出，也可進行順序啟動。
• SLEW：驅動級壓擺率控制，可設置 SW1 和 SW2 驅動的壓擺率，以平衡效率和噪聲性能。
• SS：軟啟動編程，通過連接或斷開跳線來設置軟啟動時間。
• LDO POS、LP_VIN、LP_EN、LDO NEG、LN_VIN、LN_EN：與 LDO 穩壓器相關，用于控制和連接 LDO 穩壓器的輸入、輸出和使能。

四、性能測試

1. 輸出電壓測量

進行基本輸出電壓精度測量時，將評估板連接到電壓源和電壓表，使用電阻作為負載。連接步驟如下：

1. 將電壓源的負極連接到評估板右側電源輸入連接器的 GND 端子。
2. 將電壓源的正極連接到評估板右側電源輸入連接器的 VIN 端子。
3. 在輸出連接器（PCB 頂部中心）的 POS 或 NEG 端子與 GND 端子之間連接負載。
4. 將電壓表與負載電阻并聯，跨接在所選輸出端子和地之間。
5. 打開電壓源，如果 EN1 或 EN2 跳線處于開啟位置，相應的升壓或反相穩壓器將上電。
6. 斷開 SEQ 跳線。

如果負載電流較大，應將電壓表盡可能靠近輸出電容連接，以減少 PCB 走線阻抗引起的電壓降影響。如果使用長電源線，特別是在高負載情況下，應在 VIN 端子之間連接一個大電容（10,000 μF 或更大），以防止引線電感造成的損耗。

2. 線路調整率

線路調整率測量是在輸入電壓變化時監測穩壓器的輸出。良好的線路調整率要求輸出隨輸入電壓變化盡可能小。可以在不同負載條件下重復此測量。測試時，應保持電源線短，并移除任何額外的輸入電容。

3. 負載調整率

負載調整率測量是在負載變化時監測穩壓器的輸出。良好的負載調整率要求輸出隨負載變化盡可能小。測量時輸入電壓必須保持恒定，測試時應保持電源線短，并使用具有遠程感應功能的電源。

4. 效率

效率測量是在負載變化時監測穩壓器的輸入和輸出。測量時輸入電壓必須保持恒定，測試時應保持電源線短，并使用具有遠程感應功能的電源。在輸入和輸出端串聯電流表，在電流表的 PCB 側連接電壓表，測量輸入和輸出端子之間的電壓。為了獲得最佳結果，應測量輸入和輸出電容兩端的電壓。如果可能，特別是在低電流情況下，應同時觸發儀表并設置儀表進行幾百毫秒或更長時間的平均讀數，以消除開關紋波和跳周期模式的影響。

五、注意事項

1. ESD 防護

ADP5070/ADP5071 是靜電放電（ESD）敏感設備，盡管產品具有專利或專有保護電路，但高能量 ESD 仍可能對設備造成損壞。因此，必須采取適當的 ESD 預防措施，以避免性能下降或功能喪失。

2. 法律條款

使用評估板時，用戶需要遵守相關的法律條款和條件。評估板僅用于評估目的，用戶不得將其出租、租賃、展示、銷售、轉讓、分配、再許可或分發，也不得允許第三方訪問。評估板的所有權歸 Analog Devices 所有，用戶在停止使用或協議終止時應及時歸還評估板。

通過以上對 ADP5070/ADP5071 評估板的介紹，相信大家對這兩款 DC - DC 開關穩壓器有了更深入的了解。在實際設計中，我們可以根據具體需求對評估板進行定制和測試，以滿足不同的應用場景。大家在使用過程中遇到過哪些問題呢？歡迎在評論區分享交流。