探索ADP2389/ADP2390：18V、12A降壓調節(jié)器評估指南

作為電子工程師，在電源管理領域，我們總是在尋找高效、可靠且性能出色的降壓調節(jié)器。今天，就和大家深入探討一下ADP2389/ADP2390這兩款18V、12A降壓調節(jié)器，以及它們的評估板ADP2389 - EVALZ/ADP2390 - EVALZ。

文件下載：ADP2389-EVALZ.pdf

一、ADP2389/ADP2390的特性亮點

1. 輸入輸出參數(shù)

輸入電壓范圍為4.5V至18V，能適應多種電源環(huán)境；連續(xù)輸出電流可達12A，可滿足大多數(shù)中高功率設備的需求。

2. 集成MOSFET

集成的MOSFET電阻為17mΩ/4.5mΩ，有助于降低功耗，提高轉換效率。

3. 參考電壓

參考電壓為0.6V ±0.5%，提供了高精度的電壓基準。

4. 可編程特性

• 可編程開關頻率在200kHz至2.2MHz之間，為堆疊式多相電源解決方案提供了可能。
• 可編程電流限制，精度為±10%，可根據(jù)實際需求優(yōu)化電感。

  5. 其他特性

• 增強的瞬態(tài)響應特性，能改善負載瞬態(tài)性能，減少輸出電容。
• 具備精確的使能和電源良好信號。
• 支持外部補償和軟啟動。
• ADP2390還具有PFM模式，可在輕載時提高效率。
• 能夠啟動到預充電輸出。
• 得到ADIsimPower?設計工具的支持，方便工程師進行設計和仿真。

二、評估板概述

ADP2389/ADP2390評估板是一個完整的12A、18V降壓調節(jié)器解決方案，采用近乎理想的印刷電路板（PCB）布局，方便用戶評估這兩款調節(jié)器的性能。評估板的輸出預設為1.8V，開關頻率設置為500kHz，通過更改適當?shù)臒o源組件可以實現(xiàn)不同的輸出電壓設置，環(huán)境溫度工作范圍為 - 40°C至 + 85°C。

三、評估板硬件連接與操作

1. 電源供應

• 跳線J5（使能）：要啟用調節(jié)器，將J5的中間引腳EN短接到高電平；要禁用調節(jié)器，則短接到低電平。
• 輸入電源：如果輸入電源帶有電流表，可使用該表監(jiān)測輸入電流，將電源正極連接到評估板的J7（PVIN），負極連接到J14（GND）；若電源無電流表，需串聯(lián)一個電流表，將電源正極連接到電流表正極，電源負極連接到J14（GND），電流表負極連接到J7（PVIN）。
• 輸出負載：連接負載前，確保評估板關閉。將電子負載或電阻連接到評估板的輸出端，負載正極連接到J12（VOUT），負極連接到J15（GND）。
• 輸入輸出電壓表：使用電壓表測量輸入和輸出電壓，確保電壓表連接到評估板的適當端子，避免連接到負載或電源，以免因引線或連接點的電壓降導致測量電壓不準確。測量輸入電壓時，電壓表正極連接到J9（PVIN_SNS），負極連接到J13（GND_SNS）；測量輸出電壓時，正極連接到J11（VOUT_SNS），負極連接到J16（GND_SNS）。
• 開啟評估板：連接好電源和負載后，按以下步驟開啟評估板：
  • 確保電源電壓大于4.5V且小于18V。
  • 確保EN為高電平，并監(jiān)測輸出電壓。
  • 開啟負載，檢查負載電流是否正常，驗證輸出電壓是否保持穩(wěn)定。

四、評估板性能測量

1. 開關波形測量

使用示波器觀察開關波形，將示波器探頭尖端放在測試點J3（SW），探頭接地端連接到J1（GND），將示波器設置為直流模式，并設置適當?shù)碾妷汉蜁r間刻度。

2. 負載調節(jié)測量

通過增加輸出負載電流，觀察輸出電壓的變化來測量負載調節(jié)，使用短而低電阻的導線以減少電壓降。

3. 線路調節(jié)測量

通過改變輸入電壓，在固定輸出電流的情況下檢查輸出電壓的變化來測量線路調節(jié)。

4. 線路瞬態(tài)響應測試

生成階躍輸入電壓變化，使用示波器觀察輸出電壓的行為。

5. 負載瞬態(tài)響應測試

在輸出端生成負載電流瞬變，使用示波器觀察輸出電壓響應，將電流探頭連接到輸出和負載之間的導線上以捕獲電流瞬變波形。

6. 效率測量

效率η通過比較輸入功率和輸出功率來測量，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量靠近輸入和輸出電容，以減少電壓降的影響。

7. 電感電流測量

移除電感的一端，將電流環(huán)串聯(lián)在電感端和其焊盤之間（也可將電流探頭連接到該導線上）來測量電感電流。

8. 輸出電壓紋波測量

將示波器探頭跨接在輸出電容兩端，探頭接地端連接到電容負極，探頭尖端放在電容正極，將示波器設置為交流模式，10mV/格，2μs/格時基，20MHz帶寬。對于高頻測量，需去除示波器探頭護套，用無屏蔽導線纏繞探頭，盡量縮短探頭接地長度以測量真實紋波。

五、評估板修改

1. 改變輸出電壓

通過更換R9和R5電阻的值可以改變ADP2389/ADP2390的輸出電壓設定點，具體電阻值可參考文檔中的表格。為確保輸出電壓精度下降小于0.5%，底部分壓電阻R5應小于30kΩ，頂部電阻R9的值可通過公式(R 9=R 5 timesleft(frac{V_{OUT }-0.6 V}{0.6 V}right))計算。改變輸出電壓時，需要重新計算并更改電感（L1）、輸出電容（C13、C14、C15、C16和C17）以及補償組件（R10、C5和C4）的值，以確保穩(wěn)定運行。

2. 改變開關頻率

通過更換R6電阻的值可以改變開關頻率（(f{SW})）設定點，公式為(f{S W}(kHz)=67,000 /(R 6(k Omega)+12))。改變開關頻率時，同樣需要重新計算并更改電感、輸出電容和補償網絡的值。

3. 改變軟啟動時間

評估板上ADP2389/ADP2390的軟啟動時間預設為4ms，通過更換C3電容的值可以改變軟啟動時間，公式為(C 3(nF)=5.67 × t_{ss} (ms))。

4. 改變峰值電流限制閾值

通過更換R7電阻的值可以改變ADP2389/ADP2390的峰值電流限制閾值，公式為(I_{O C P}(A)=1000 /(R 7(k Omega)+0.5))。通過編程不同的峰值電流限制閾值，可以根據(jù)實際應用優(yōu)化電感（L1）的值和尺寸。

六、總結

ADP2389/ADP2390降壓調節(jié)器憑借其豐富的特性和出色的性能，為電子工程師在電源管理設計中提供了一個強大的工具。通過評估板，我們可以方便地對其進行性能評估和參數(shù)調整。在實際應用中，我們需要根據(jù)具體需求合理設置和修改評估板的參數(shù)，以確保調節(jié)器能夠穩(wěn)定、高效地工作。大家在使用過程中有沒有遇到什么特別的問題呢？歡迎在評論區(qū)分享交流。