800 mA、3 MHz降壓調節器評估板的使用與特性解析

在電子設計領域，電源管理模塊的性能直接影響著整個系統的穩定性和效率。今天，我們就來深入探討一下ADI公司的ADP2138/ADP2139降壓調節器評估板，了解其特性、使用方法以及性能測試要點。

文件下載：ADP2138CB-1.8EVALZ.pdf

評估板特性一覽

這款評估板是針對ADP2138/ADP2139降壓調節器的全功能評估平臺，具備獨立運行能力。它的特點鮮明，能讓我們輕松地對器件進行各項測量，像線路和負載調節等。在測量時，只需配備一個單一電壓源、一個電壓計、一個電流計以及負載電阻即可。并且，評估板上的外部組件都易于觸及，方便我們進行調試和操作。

芯片功能概述

ADP2138和ADP2139屬于高效、低靜態電流的同步降壓型DC - DC轉換器。其中，ADP2139還額外具備內部放電開關這一特性。整個解決方案僅需三個微小的外部組件，大大節省了PCB空間。

在工作模式方面，當MODE引腳設置為高電平時，降壓調節器工作在強制PWM模式。這種模式能為對電源噪聲敏感的負載提供低峰 - 峰值紋波，但會犧牲輕載效率。而當MODE引腳設置為低電平時，降壓調節器會根據負載電流水平自動切換工作模式。在較高輸出負載時，工作在PWM模式；當負載電流低于預設閾值時，調節器則進入節能模式（PSM），從而提高輕載效率。此外，3 MHz的開關頻率有效減小了外部組件的尺寸。

評估板使用步驟

上電操作

評估板在出廠時已完成組裝和測試。在給評估板上電之前，我們需要按照以下步驟操作：

• 使能設置：通過跳線TB2（EN）來啟用或禁用ADP2138/ADP2139。將TB2與TB1（VIN）連接可啟用器件；將TB2（EN）連接到TB4（GND）則禁用器件，此時電流將小于1 μA。
• 輸入電源連接：如果輸入電源包含電流計，可直接用該電流計監測輸入電流。將電源的正極端子連接到評估板的TB1（VIN），負極端子連接到TB4（GND OUT）。若電源不包含電流計，則需將電流計與輸入電源電壓串聯。具體連接方式為：將電源的正極端（+）連接到電流表的正極端（+），電源的負極端（ - ）連接到評估板的TB4（GND OUT），電流表的負極端（ - ）連接到評估板的TB1（VIN）。
• 輸出負載連接：可連接電子負載或電阻來設置負載電流。若負載包含電流表，或者不需要測量電流，可直接將負載連接到評估板，負載的正極端（+）連接到TB3（VOUT），負極端（ - ）連接到TB4（GND）。若使用電流表，則將其與負載串聯，電流表的正極端（+）連接到評估板的TB3（VOUT），負極端（ - ）連接到負載的正極端（+），負載的負極端（ - ）連接到評估板的TB4（GND OUT）。
• 電壓測量連接：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。將輸入電壓測量電壓表的正極端（+）連接到評估板的TB1（VIN），負極端（ - ）連接到評估板的TB4（GND OUT）；將輸出電壓測量電壓表的正極端（+）連接到評估板的TB3（VOUT），負極端（ - ）連接到評估板的TB4（GND OUT）。
• 上電操作：連接好電源和負載后，即可為評估板上電。操作時需確保電源電壓大于2.3 V且小于5.5 V，同時確保TB2（EN）為高電平，并監測輸出電壓。若負載尚未啟用，需啟用負載，檢查其是否汲取適當的電流，以及輸出電壓是否保持穩壓。

模式切換

每個ADP2138/ADP2139都有一個MODE引腳，通過該引腳可以確定降壓調節器的工作模式。將TB6連接到TB1可將MODE引腳設置為高電平，使調節器工作在PWM模式；將TB6連接到TB4可將MODE引腳設置為低電平，使調節器工作在節能模式。

評估板性能測量

輸出電壓紋波測量

要觀察輸出電壓紋波，可將示波器探頭跨接在輸出電容（COUT）兩端，探頭的接地端連接到電容的負極端（ - ），探頭尖端連接到電容的正極端（+）。將示波器設置為交流模式，垂直刻度為20 mV/格，時間基準為2 μs/格。

開關波形測量

使用示波器觀察開關波形時，將示波器探頭尖端置于電感器的末端，探頭接地端連接到GND OUT。將示波器設置為直流模式，垂直刻度為2 V/格，時間基準為2 μs/格。

負載調節測量

負載調節測試需要通過增加輸出負載并觀察輸出電壓的變化來進行。為了最小化電壓降，應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檢查輸出電壓的變化來測量線路調節。

效率測量

效率（η）的計算公式為：(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

測量電感電流時，可將電感的一端從焊盤上移除，并串聯一個電流環，然后將電流探頭連接到該導線上。

評估板其他信息

原理圖與布局

評估板的原理圖展示了其電路結構，主要包括1 μH的電感器L1、4.7 μF的輸入電容CIN和輸出電容COUT，以及ADP2138/ADP2139降壓調節器U1等組件。評估板的布局分為頂層和底層，方便我們進行實際的焊接和調試。

物料清單

評估板的物料清單明確列出了各個組件的數量、參考編號、描述、制造商和零件編號。例如，U1為ADP2138/ADP2139降壓調節器，CIN和COUT為4.7 μF、6.3 V、0603封裝、X5R材質的多層陶瓷電容，L1為1.0 μH、1.4 A、85 mΩ的電感器。

注意事項

該評估板是靜電放電（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仍可能對器件造成損壞。因此，在操作過程中要采取適當的ESD預防措施，避免性能下降或功能喪失。同時，使用評估板時需遵守相關的法律條款和條件，包括使用許可、保密要求、禁止拆卸和逆向工程等規定。

通過對ADP2138/ADP2139評估板的深入了解，我們可以更好地掌握其特性和使用方法，為實際的電子設計工作提供有力的支持。大家在使用過程中是否遇到過類似評估板的問題呢？歡迎在評論區分享你的經驗和見解。