ADP5135CP - EVALZ評估板使用指南：開啟微電源管理單元評估之旅

在電子設計領域，微電源管理單元（Micro PMU）的性能評估至關重要。ADP5135CP - EVALZ評估板為我們提供了一個全面評估ADP5135微電源管理單元的平臺。下面，我們就來詳細了解一下這個評估板的相關內容。

文件下載：ADP5135CP-EVALZ.pdf

評估板特性

ADP5135CP - EVALZ評估板具有眾多出色的特性，為工程師們的評估工作帶來了極大的便利。

• 功能全面：它是ADP5135的全功能評估板，具備獨立運行能力。
• 測量簡便：僅需單一電壓源、電壓表、電流表和負載電阻，就能進行簡單的設備測量，包括線路和負載調節。
• 外部組件易訪問：方便工程師對外部組件進行操作和觀察。
• 電源排序便捷：每個通道都有專用的精密使能引腳，便于進行電源排序。
• 工廠可編程選項：提供工廠可編程的軟啟動和欠壓鎖定（UVLO）選項。
• 輸出監測：配備專用的電源良好（Power - Good）引腳，用于監測輸出電壓。
• 模式可選：可以將降壓轉換器從脈沖頻率調制（PFM）模式切換到脈沖寬度調制（PWM）模式。

硬件設置

使能引腳

跳線P17（MODE）

跳線P17用于連接設備的MODE引腳到地或VIN1。若要強制BUCK1、BUCK2和BUCK3進入強制PWM模式，將跳線P17（MODE）的中心觸點連接到頂部引腳，使MODE引腳拉高到VIN1；若要讓它們在自動PWM/PSM模式下運行，將P17（MODE）的中心觸點連接到底部引腳，使MODE引腳拉低到地。

輸入電源

如果輸入電源包含電流表，可以用它來監測輸入電流。將所有電源引腳連接到主電源的方法是：先將跳線P5（VIN2）的中心觸點連接到頂部引腳，使VIN2連接到VIN1；再將跳線P9連接到左側引腳，使VIN3連接到VIN1。將電源的正極連接到評估板的P1（VIN1），負極連接到P2（GND）。若電源沒有電流表，則需將電流表與輸入源電壓串聯。

輸出負載

可以連接電子負載或電阻來設置負載電流。若負載包含電流表或無需測量電流，可直接將負載連接到評估板，將正負載連接到某個通道，如BUCK1的P3（VOUT1），負負載連接到P4（GND）。若使用電流表，需將其與負載串聯。

輸入和輸出電壓表

使用電壓表測量輸入和輸出電壓時，要確保電壓表連接到評估板的相應端子，而不是負載或電源本身。輸入電壓測量電壓表的正端連接到評估板的P21（VIN1_SNS），負端連接到P22（GND_SNS）；輸出電壓測量電壓表的正端連接到評估板的P23（VOUT1_SNS）測量BUCK1的輸出電壓，負端連接到P24（GND_SNS）。

上電操作

在連接好電源和負載后，就可以給評估板上電。上電前需確保：降壓轉換器的電源電壓（VIN1、VIN2和VIN3）范圍在3.0V至5.5V之間；啟用所需通道并監測輸出電壓；若負載未啟用，需啟用負載并檢查其是否吸取適當電流，輸出電壓是否保持穩壓。

設置降壓轉換器輸出電壓

降壓轉換器的輸出電壓通過外部電阻分壓器設置。也可以根據ADP5135數據手冊將輸出電壓工廠編程為默認值，此時R1和R2不需要，FB1可以不連接。無論哪種情況，VOUT1都必須連接到輸出電容，FB1為0.5V。評估板配有固定電阻，其值是為目標輸出電壓選擇的，改變電阻分壓器網絡的電阻值可以相應地改變輸出電壓。

輸出電壓監測的電源良好引腳

每個降壓轉換器都有一個專用的電源良好輸出，用于監測三個穩壓器的輸出電壓。在ADP5135 LFCSP中，BUCK1的電源良好輸出在引腳6（PG1），BUCK2在引腳2（PG2），BUCK3在引腳1（PG3）。當監測的VOUTx低于標稱VOUTx水平的85%時，每個PGx引腳設置為邏輯低。電源良好功能還允許對連接到PGx引腳的外部穩壓器進行排序和啟用。

性能測量

輸出電壓紋波測量

要觀察BUCK1的輸出電壓紋波，將示波器探頭跨接在輸出電容（C4）上，探頭接地端連接電容負極，探頭尖端連接電容正極。將示波器設置為交流，10mV/格，2μs/格的時基，帶寬設置為20MHz以避免干擾測量的噪聲。建議縮短示波器探頭的接地環路以減少耦合。

開關波形測量

用示波器觀察開關波形時，將示波器探頭尖端放在電感器末端，探頭接地端接GND。將示波器設置為直流，2V/格，200ns/格的時基。MODE引腳設置為高時，降壓穩壓器在強制PWM模式下運行；設置為低時，負載高于預定義閾值時在PWM模式下運行，負載電流低于預定義閾值時在節能模式（PSM）下運行，可提高輕載效率。

負載調節測量

通過增加輸出負載并觀察輸出電壓的變化來測試負載調節。測量過程中輸入電壓必須保持恒定。為了減少電壓降，使用短的低電阻導線，特別是對于接近最大電流的負載。

線路調節測量

通過改變輸入電壓并觀察輸出電壓的變化來測量線路調節。

效率測量

通過比較輸入功率和輸出功率來測量效率，公式為(eta=frac{V{OUT } × I{OUT }}{V{IN } × I{IN }})。測量輸入和輸出電壓時，應盡可能靠近輸入和輸出電容，以減少IR降的影響。

電感電流測量

通過將電感器的一端從焊盤上移除，并串聯連接一個電流環來測量電感電流，也可以將電流探頭連接到該導線。

調節器順序連接

通過跳線連接可以實現調節器的順序上電。將BUCK1的EN1引腳通過跳線P18連接到VIN1，實現BUCK1的自動啟動，其他調節器的ENx引腳按順序連接。連接電阻分壓器到VOUT1，當BUCK1達到目標水平時可以激活BUCK2。通過改變電阻分壓器的連接方式，可以實現不同的啟動順序。

輸出電壓和接地電流測量

輸出電壓測量

將電壓源連接到VIN1，電壓表連接到BUCK1的輸出VOUT1，通過分流器將EN1連接到VIN1以啟用BUCK1，EN2和EN3連接到地以禁用其他通道。測量VOUT2和VOUT3時，要確保相應通道啟用，并將電壓表連接到相應輸出。可以使用電阻作為穩壓器的負載，要確保電阻的功率額定值足以處理預期的功率損耗，也可以使用電子負載。

接地電流測量

將評估板連接到電壓源和電流表進行接地電流測量。同樣，可以使用電阻或電子負載作為穩壓器的負載，要確保電壓源能夠提供足夠的電流以滿足預期的負載水平。

評估板原理圖和布局

評估板提供了詳細的原理圖和PCB布局，包括頂層、第二層（接地平面）、第三層（電源平面）和底層的布局，方便工程師進行深入的分析和設計。

訂購信息和物料清單

評估板的物料清單詳細列出了各個組件的數量、參考設計號、描述、制造商和部件號等信息，為工程師的采購和使用提供了便利。同時，文檔還提供了相關的鏈接，如其他類似產品和應用筆記，供工程師進一步參考。

在使用評估板時，要注意它是靜電放電（ESD）敏感設備，需采取適當的ESD預防措施，避免性能下降或功能喪失。此外，使用評估板需遵守相關的法律條款和條件，確保合法合規使用。各位工程師在實際應用中，不妨多思考如何根據這些特性和操作方法，更好地發揮ADP5135的性能，解決實際遇到的電源管理問題。