ISL6271A評(píng)估套件設(shè)置與測(cè)試指南

在電子設(shè)備的設(shè)計(jì)與開發(fā)中，電源管理是至關(guān)重要的一環(huán)。今天我們就來(lái)深入探討一下ISL6271A這款電源管理集成電路（PMIC），以及如何使用其評(píng)估套件進(jìn)行測(cè)試。

文件下載：ISL6271AEVAL1.pdf

一、ISL6271A簡(jiǎn)介

ISL6271A是專門為Bulverde XScale處理器提供低電壓需求而設(shè)計(jì)的PMIC。它能夠生成三種電壓：

1. 在DVM或VID控制下的0.85V - 1.6V核心電壓。
2. 1.3V的PLL電壓。
3. 1.1V的SRAM電壓。

這三個(gè)輸出由處理器的一個(gè)公共電源使能（EN）信號(hào)同時(shí)啟用或禁用。該P(yáng)MIC還具備各種控制和診斷功能，用于有序的時(shí)序和動(dòng)態(tài)控制。

二、評(píng)估板特點(diǎn)

ISL6271A評(píng)估板為探索和驗(yàn)證ISL6271A XScale穩(wěn)壓器的功能提供了便利。其布局直觀，從左到右依次為輸入到輸出，外部輸入從左側(cè)進(jìn)入評(píng)估板，輸出在右側(cè)。LED指示燈位于布局的頂部，瞬態(tài)負(fù)載生成器選項(xiàng)在評(píng)估板的右下角，并且有各種跳線選項(xiàng)。核心穩(wěn)壓器輸出可以通過(guò)外部連接的I2C接口模塊（套件提供）或板載靜態(tài)VID開關(guān)進(jìn)行控制。

三、測(cè)試設(shè)備準(zhǔn)備

在進(jìn)行測(cè)試之前，我們需要準(zhǔn)備以下設(shè)備：

1. 多通道存儲(chǔ)示波器（帶合適的探頭）
2. 數(shù)字萬(wàn)用表（最多3個(gè)）
3. 雙路低壓可調(diào)電源
4. 負(fù)載（電子負(fù)載或電阻，0 - 1A）
5. 帶有可用USB端口的PC
6. USB電纜
7. USB/I2C接口模塊和I2C電纜（評(píng)估套件提供）
8. USB/I2C軟件（可從www.intersil.com下載）

四、初始設(shè)置

1. 評(píng)估板放置

將ISL6271A評(píng)估板放置好，使Intersil標(biāo)志位于右上角（相對(duì)于測(cè)試人員視角）。

2. 開關(guān)設(shè)置

將S1上的所有開關(guān)位置置于“左”，以啟用設(shè)備進(jìn)行靜態(tài)VID輸入。

3. 跳線放置

按照以下方式放置跳線（見圖1）：

• H1：?jiǎn)⒂?/li>
• H2：無(wú)跳線（如果提供外部LVCC，左側(cè)兩個(gè)引腳絕不能短路）
• H3：無(wú)跳線
• H4：無(wú)跳線

  4. 電源調(diào)整

  將外部電源調(diào)整到3.7V和2.5V，然后關(guān)閉電源。需要注意的是，任何情況下，兩個(gè)電源的電壓都不得超過(guò)6.0V。

  5. 負(fù)載調(diào)整

  將外部電子負(fù)載調(diào)整為200mA的恒定電流（暫不連接）。

  6. 電源連接

  將評(píng)估板上的J1連接到雙路電源，其中（LVCC +）引腳連接到2.5V（為兩個(gè)LDO供電），（+）引腳連接到3.7V（為開關(guān)穩(wěn)壓器供電），（ - ）引腳連接到電源公共端（接地）。

  7. 萬(wàn)用表連接

  將DVM#1的測(cè)試線連接到TP1(+)和TP3(-)，并設(shè)置為測(cè)量直流電壓；將DVM#2的測(cè)試線連接到TP8(+)和TP9(-)，并設(shè)置為測(cè)量直流電壓；將DVM#3的測(cè)試線連接到TP6(+)和TP7(-)，并設(shè)置為測(cè)量直流電壓。

五、初始上電

1. 上電操作

將評(píng)估板上S1的所有開關(guān)置于“關(guān)閉”位置，外部電源調(diào)整到3.7V和2.5V后，打開兩個(gè)電源。

2. 電壓確認(rèn)

• 觀察兩個(gè)LED（LED1，LED2）是否點(diǎn)亮。
• 確認(rèn)DVM#2顯示的VCore電壓為1.6V（±25mV）。
• 確認(rèn)DVM#1顯示的電壓為3.7V（±50mV），該電壓會(huì)隨負(fù)載電流變化。
• 確認(rèn)DVM#3顯示的VPLL電壓為1.3V（±25mV）。
• 將DVM#3的（+）測(cè)試線移動(dòng)到TP10，確認(rèn)VSRAM電壓為1.1V（±25mV）。

六、功能測(cè)試

1. 靜態(tài)4位VID管理測(cè)試

將S1的1 - 4位置的開關(guān)滑到右側(cè)，確認(rèn)DVM#2顯示0.85V（±25V）；將開關(guān)返回左側(cè)位置，驗(yàn)證VCore電壓恢復(fù)到1.6V。將S1的6位置開關(guān)滑到右側(cè)（打開），VCore電壓應(yīng)為1.3V，這驗(yàn)證了核心電壓的靜態(tài)4位VID管理能力。

2. 使能功能測(cè)試

將S1的5位置開關(guān)滑到“右”，確認(rèn)DVM#2/3顯示低輸出；將S1的5位置開關(guān)返回“左”位置，確認(rèn)輸出恢復(fù)，這驗(yàn)證了使能功能。

七、負(fù)載連接與測(cè)試

1. 負(fù)載連接

將評(píng)估板上的J3連接到電子負(fù)載，注意極性。

2. 再次上電測(cè)試

重新上電，觀察DVM#2顯示1.3V，且負(fù)載吸收200mA電流，至此基本功能得到確認(rèn)，可以開始進(jìn)行更全面的測(cè)試和特性分析。

3. 交流特性監(jiān)測(cè)

TP5和TP2可分別用于連接低噪聲Tek示波器探頭，以監(jiān)測(cè)VCore和相位的交流特性。將觸發(fā)通道連接到TP2探頭點(diǎn)，以相位信號(hào)觸發(fā)，可觀察VCore穩(wěn)壓器的逐周期開關(guān)行為。

八、瞬態(tài)負(fù)載測(cè)試

通過(guò)在H4的2 - 3引腳之間放置跳線（同時(shí)H1已啟用），可啟用板載瞬態(tài)發(fā)生器功能。該功能可動(dòng)態(tài)改變VCore上的負(fù)載電流，大約每秒周期性地在VCore輸出端連接和斷開一個(gè)5歐姆的負(fù)載，對(duì)應(yīng)于1.3V輸出時(shí)約250mA的脈沖負(fù)載。可以使用H4的2引腳觸發(fā)示波器，觀察每次負(fù)載在正或負(fù)方向切換時(shí)對(duì)VCore的影響，從而觀察VCore穩(wěn)壓器的瞬態(tài)響應(yīng)。

九、效率測(cè)量注意事項(xiàng)

在對(duì)核心穩(wěn)壓器進(jìn)行準(zhǔn)確的效率測(cè)量時(shí)，由于ISL6271A是多穩(wěn)壓器PMIC，應(yīng)盡可能將穩(wěn)壓器分開。LDO的電源輸入（LVCC）可以通過(guò)H2上的跳線連接到主PVCC輸入，但在效率測(cè)量期間應(yīng)與核心穩(wěn)壓器輸入電壓（PVCC）分開。應(yīng)去除PVCC的所有其他額外負(fù)載，如LED電源和瞬態(tài)發(fā)生器電路。從H1上移除跳線可有效切斷LED和瞬態(tài)發(fā)生器電路的電源，為核心穩(wěn)壓器效率測(cè)量做好準(zhǔn)備。此外，如果在靜態(tài)VID控制下進(jìn)行效率測(cè)試，還需考慮S1中開關(guān)的100K上拉電阻，當(dāng)開關(guān)處于“右”位置時(shí)，每個(gè)電阻會(huì)從PVCC汲取30 - 40uA電流。在較高輸出電流水平下，這一因素相對(duì)不顯著，但仍需注意。

十、動(dòng)態(tài)電壓管理（DVM）通過(guò)I2C實(shí)現(xiàn)

1. 加載驅(qū)動(dòng)軟件

首先，使用隨附的電纜將USB - I2C接口模塊連接到PC的USB端口。然后安裝I2C接口的驅(qū)動(dòng)軟件，該軟件與本文檔在同一張?jiān)u估套件CD中（見附錄B），并按照附錄B中的安裝說(shuō)明進(jìn)行操作。

2. 硬件連接

軟件加載完成且DVM選擇屏幕顯示后，連接評(píng)估板和USB - I2C模塊。在連接評(píng)估板和USB - I2C模塊之間的電纜之前，先給評(píng)估板施加輸入電源（3.7V），然后將互連電纜連接到評(píng)估板上的J2。將S1的6位置開關(guān)切換到“右”以進(jìn)行I2C測(cè)試。

3. DVM測(cè)試

通過(guò)PC屏幕上的下拉電壓面板使用I2C命令改變電壓設(shè)定點(diǎn)，同時(shí)監(jiān)測(cè)VCore的直流電壓（TP8 - TP9）。使用示波器在交流耦合和200mV/Div靈敏度下監(jiān)測(cè)TP5處的VCore，驗(yàn)證可變壓擺率命令集。示波器可以設(shè)置為根據(jù)用戶調(diào)整的觸發(fā)電平（從“0”V電平在命令方向上約50mV）對(duì)VCore電壓變化進(jìn)行單次觸發(fā)。更可靠和可重復(fù)的單次觸發(fā)是傳入的I2C時(shí)鐘信號(hào)，該信號(hào)可在I2C互連電纜的紅色導(dǎo)體兩端輕松獲取。當(dāng)發(fā)出“Write I2C”命令時(shí)，示波器將在時(shí)鐘脈沖上觸發(fā)，從而可以觀察VCore電壓到新電壓水平的壓擺率。

以上就是ISL6271A評(píng)估套件的詳細(xì)設(shè)置和測(cè)試過(guò)程。大家在實(shí)際操作中是否遇到過(guò)類似電源管理芯片測(cè)試的問題呢？歡迎在評(píng)論區(qū)分享你的經(jīng)驗(yàn)和見解。