ISL6227EVAL2Z雙開關評估板：設計與應用全解析

在電源管理領域，一款性能出色的評估板能夠極大地幫助工程師進行產品開發和測試。今天我們就來深入探討ISL6227EVAL2Z雙開關評估板，看看它的特點、功能以及如何進行設置。

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一、ISL6227芯片概述

ISL6227是一款功能強大的芯片，它能控制兩個輸出電壓，范圍從0.9V到5.5V。該芯片將兩個同步PWM電壓調節器集成到單個IC中。當DDR引腳設置為高電平時，芯片就轉變為完整的雙開關應用。PWM1和PWM2的輸出電壓通過連接在輸出端和地之間的簡單反饋分壓器來設置，反饋分壓器的輸出為0.9VDC，連接到VSEN1和VSEN2引腳。

工作模式與效率優化

ISL6227具有自動模式選擇功能，在重載時采用恒定頻率同步整流，輕載時采用滯回二極管仿真，確保在廣泛的條件下都能實現高效率。如果需要在所有負載水平下都進行恒定頻率連續導通操作，可以分別禁用每個PWM轉換器的滯回模式。模式選擇通過VOUT1和VOUT2引腳連接來實現，當VOUTx連接到地時，強制進入連續電流模式（CCM）操作；當連接到各自的輸出時，命令自動模式。此外，使用較低的MOSFET rDS(ON)作為電流感測元件進一步提高了效率。

動態響應與保護功能

芯片采用電壓前饋斜坡調制（VIN引腳）、電流模式控制和內部反饋補償，能夠對輸入電壓和輸出負載瞬變做出快速響應。在雙開關電源應用中，ISL6227通過將VSEN引腳電壓與內部參考電壓進行比較，監控CH1和CH2的輸出電壓。每個通道在軟啟動序列完成且輸出電壓在設定點的 -11%/+15% 范圍內時，會發出獨立的PGOOD（電源良好）信號。軟啟動時間可以通過選擇軟啟動電容來調整。VSEN引腳電壓還用于過壓和欠壓保護，過壓保護通過保持下MOSFET導通、上MOSFET關斷來防止輸出超過設定點的115%；欠壓保護在軟啟動序列完成后，如果輸出電壓因短路而降至設定點值的75%以下，將鎖定通道關閉。此外，可調過流保護（OCP）監控下MOSFET的rDS(ON)上的電壓降，過流保護閾值水平可以通過OCSET引腳到地的電阻進行調整，電流感測增益可以通過ISEN引腳電阻進行調整。如果需要更精確的電流感測，可以使用外部電流感測電阻。

二、ISL6227EVAL2Z評估板特點

輸出電壓與效率

評估板提供0.9V至5.5V的穩壓輸出電壓，在寬負載范圍內具有高效率。采用同步降壓轉換器，輕載時具有滯回操作，并且可以在一個或兩個通道上禁止滯回模式。

電流感測與保護

評估板使用MOSFET rDS(ON)進行電流感測，也可以使用電流感測電阻進行精確的過流保護。同時，兩個通道都具備過壓、欠壓和過流保護功能，VCC引腳具有欠壓鎖定功能。

輸入電壓模式與動態響應

評估板支持雙輸入電壓模式操作，可以直接從5V至24V的電池輸入工作，也可以從3.3V或5V的系統軌工作。具有出色的動態響應，采用電壓前饋和電流模式控制相結合的方式。每個通道都有電源良好信號，開關頻率為300kHz，通道間具有180°的相移操作，并且有無鉛版本（符合RoHS標準）。

三、評估板訂購信息

注：添加 “-T” 后綴表示卷帶包裝，具體卷帶規格請參考TB347。

四、評估板所需材料與設置

評估所需物品

要對評估板進行完整評估，需要以下物品：

1. 4通道示波器及探頭
2. 2個電子負載
3. 2個實驗室電源
4. 精密數字萬用表
5. 數字脈沖發生器

跳線設置

注：* 表示初始設置。

LED狀態指示

五、評估板快速設置步驟

步驟1：連接電源和測量設備

1. 連接VCC電源：將5V可調電源的輸出電壓設置為零伏，將電源的正極端子（+）連接到VCC端子J4，負極端子（-）連接到GND端子J14。
2. 連接VCC測量設備：將數字萬用表（DVM）的正極端子（+）連接到VCC端子J4，負極端子（-）連接到GND端子J14。此時不要通電。
3. 連接VIN電源：將可調24VDC輸出電壓設置為零伏，將電源的正極端子（+）連接到VIN端子J2和J3，負極端子（-）連接到GND端子J1。
4. 連接VIN測量設備：將DVM的正極端子（+）連接到VIN端子J2或J3中的一個，負極端子（-）連接到GND端子J1。此時不要通電。

步驟2：連接負載和測量設備

1. 連接通道1的負載和測量設備：將電子負載和DVM的正極端子（+）連接到VOUT1端子J5，負極端子（-）連接到GND端子J8。電子負載應處于0A負載條件。
2. 連接通道2的負載和測量設備：將電子負載和DVM的正極端子（+）連接到VOUT2端子J6，負極端子（-）連接到GND端子J7。電子負載應處于0A條件。

步驟3：設置控制跳線

按照前面提到的跳線設置表進行設置。

步驟4：給評估板上電

1. 確保連接到VIN端子J2和/或J3的可調24VDC電源輸出電壓設置為零伏。
2. 打開24VDC電源。
3. 在讀取DVM的同時，將24VDC電源的輸出電壓增加到5.0VDC。
4. 打開5V VCC電源。
5. 在讀取DVM的同時，將5VDC電源的輸出電壓增加到5VDC。
6. 兩個通道的LED應該為紅色。

步驟5：進行初始測量

1. 安裝EN1分流跳線JP5，此時CR1的LED應變為綠色。
2. 安裝EN2分流跳線JP6，CR2的LED應變為綠色。 注：端子J1（EN1）和J12（EN2）可以連接到脈沖發生器進行可控的開/關操作，并可以用示波器觀察。使能信號的幅度必須小于VCC電壓（5V）。
3. 讀取連接到VOUT1端子J5的DVM，VOUT1電壓應在2.45V至2.55V（2.5V ±2%）范圍內。
4. 讀取連接到VOUT2端子J6的DVM，電壓讀數應在1.764V至1.836V（1.8V ±2%）范圍內。

步驟6：改變操作條件

1. 可以將24V VIN電源在5VDC至24VDC之間進行調整，同時將電子負載在0A至5A之間進行調整，以檢查輸出調節情況。
2. 如果需要滯回操作，可以將通道1 PWM的跳線J3或通道2 PWM的跳線JP4移動到與絲印 “FCCM” 相反的位置。

步驟7：斷電

1. 關閉VCC電源。
2. 關閉VIN電源。

六、評估板布局

評估板的布局包括頂層絲印、頂層、內部接地層、內部電源層和底層等多個層面，詳細的布局圖為工程師進行進一步的設計和調試提供了參考。

ISL6227EVAL2Z雙開關評估板為工程師提供了一個全面的平臺，用于測試和驗證ISL6227芯片的性能。通過合理的設置和操作，工程師可以更好地了解芯片的特性，為實際應用中的電源管理設計提供有力支持。大家在使用過程中有沒有遇到過什么問題呢？歡迎在評論區分享交流。