ADP5070/ADP5071 DC - DC 開關(guān)穩(wěn)壓器評估指南

在電子設(shè)備的電源設(shè)計(jì)中，DC - DC 開關(guān)穩(wěn)壓器是非常關(guān)鍵的組件。今天，我們就來深入了解一下 Analog Devices 公司的 ADP5070 和 ADP5071 DC - DC 開關(guān)穩(wěn)壓器，以及對應(yīng)的評估板 ADP5070CP - EVALZ 和 ADP5071CP - EVALZ。

文件下載：ADP5071CP-EVALZ.pdf

一、ADP5070/ADP5071 特性

1. 輸入輸出參數(shù)

• 輸入電壓范圍：3 V 到 13.2 V，這使得它能適應(yīng)多種電源環(huán)境。
• 輸出電流：ADP5070 的正輸出（(V{POS})）最大可達(dá) 480 mA，負(fù)輸出（(V{NEG})）最大可達(dá) 140 mA；ADP5071 的正輸出（(V{POS})）最大可達(dá) 1020 mA，負(fù)輸出（(V{NEG})）最大可達(dá) 320 mA，具體輸出電流會(huì)根據(jù)輸入電壓有所變化。
• 輸出電壓：標(biāo)準(zhǔn)輸出為 ±15 V，使用低 dropout（LDO）穩(wěn)壓器時(shí)輸出為 ±12 V。

二、評估套件內(nèi)容與所需額外設(shè)備

1. 評估套件內(nèi)容

評估套件包含 ADP5070CP - EVALZ 或 ADP5071CP - EVALZ 評估板，這是我們進(jìn)行評估的核心工具。

2. 額外設(shè)備

還需要 DC 電源、用于電壓和電流測量的萬用表以及電子或電阻負(fù)載。這些設(shè)備能幫助我們準(zhǔn)確地對穩(wěn)壓器進(jìn)行各項(xiàng)性能測試。

三、評估板硬件與配置

1. 硬件配置

評估板被配置為從 3 V 到 13.2 V 的輸入提供 ±15 V 的輸出?？蛇x的 LDO 穩(wěn)壓器分別配置為 12 V（ADP7142）和 - 12 V（ADP7182）輸出。通過參考 ADP5070 和 ADP5071 數(shù)據(jù)手冊或 ADIsimPower 工具，用戶可以對設(shè)計(jì)進(jìn)行定制。定制設(shè)計(jì)時(shí)，正負(fù)極之間可能會(huì)出現(xiàn)超過 70 V 的電壓，因此用戶需要確保設(shè)計(jì)的安全性。

2. 功能描述

評估板上有多個(gè)跳線和連接器，每個(gè)都有特定的功能。例如：

• VIN、POS、NEG：為 ADP5070/ADP5071 提供電源，默認(rèn)輸入范圍是 3 V 到 5.5 V，正輸出默認(rèn) 15 V，負(fù)輸出默認(rèn) - 15 V。
• V_EN：提供鉗位使能電壓，允許評估板在輸入電壓大于 5.5 V 時(shí)正常工作而不損壞 EN1 和 EN2 引腳。
• EN1 和 EN2：分別是升壓穩(wěn)壓器和反相穩(wěn)壓器的精密使能引腳，通過連接或斷開跳線來控制穩(wěn)壓器的開啟和關(guān)閉。
• SYNC/FREQ：用于同步輸入和頻率設(shè)置，可以設(shè)置開關(guān)頻率為 2.4 MHz 或 1.2 MHz，也可以連接外部時(shí)鐘進(jìn)行同步。
• SEQ：啟動(dòng)序列控制，可實(shí)現(xiàn)手動(dòng)或同時(shí)啟動(dòng)正負(fù)極輸出，也可進(jìn)行順序啟動(dòng)。
• SLEW：驅(qū)動(dòng)級(jí)壓擺率控制，可設(shè)置 SW1 和 SW2 驅(qū)動(dòng)的壓擺率，以平衡效率和噪聲性能。
• SS：軟啟動(dòng)編程，通過連接或斷開跳線來設(shè)置軟啟動(dòng)時(shí)間。
• LDO POS、LP_VIN、LP_EN、LDO NEG、LN_VIN、LN_EN：與 LDO 穩(wěn)壓器相關(guān)，用于控制和連接 LDO 穩(wěn)壓器的輸入、輸出和使能。

四、性能測試

1. 輸出電壓測量

進(jìn)行基本輸出電壓精度測量時(shí)，將評估板連接到電壓源和電壓表，使用電阻作為負(fù)載。連接步驟如下：

1. 將電壓源的負(fù)極連接到評估板右側(cè)電源輸入連接器的 GND 端子。
2. 將電壓源的正極連接到評估板右側(cè)電源輸入連接器的 VIN 端子。
3. 在輸出連接器（PCB 頂部中心）的 POS 或 NEG 端子與 GND 端子之間連接負(fù)載。
4. 將電壓表與負(fù)載電阻并聯(lián)，跨接在所選輸出端子和地之間。
5. 打開電壓源，如果 EN1 或 EN2 跳線處于開啟位置，相應(yīng)的升壓或反相穩(wěn)壓器將上電。
6. 斷開 SEQ 跳線。

如果負(fù)載電流較大，應(yīng)將電壓表盡可能靠近輸出電容連接，以減少 PCB 走線阻抗引起的電壓降影響。如果使用長電源線，特別是在高負(fù)載情況下，應(yīng)在 VIN 端子之間連接一個(gè)大電容（10,000 μF 或更大），以防止引線電感造成的損耗。

2. 線路調(diào)整率

線路調(diào)整率測量是在輸入電壓變化時(shí)監(jiān)測穩(wěn)壓器的輸出。良好的線路調(diào)整率要求輸出隨輸入電壓變化盡可能小。可以在不同負(fù)載條件下重復(fù)此測量。測試時(shí)，應(yīng)保持電源線短，并移除任何額外的輸入電容。

3. 負(fù)載調(diào)整率

負(fù)載調(diào)整率測量是在負(fù)載變化時(shí)監(jiān)測穩(wěn)壓器的輸出。良好的負(fù)載調(diào)整率要求輸出隨負(fù)載變化盡可能小。測量時(shí)輸入電壓必須保持恒定，測試時(shí)應(yīng)保持電源線短，并使用具有遠(yuǎn)程感應(yīng)功能的電源。

4. 效率

效率測量是在負(fù)載變化時(shí)監(jiān)測穩(wěn)壓器的輸入和輸出。測量時(shí)輸入電壓必須保持恒定，測試時(shí)應(yīng)保持電源線短，并使用具有遠(yuǎn)程感應(yīng)功能的電源。在輸入和輸出端串聯(lián)電流表，在電流表的 PCB 側(cè)連接電壓表，測量輸入和輸出端子之間的電壓。為了獲得最佳結(jié)果，應(yīng)測量輸入和輸出電容兩端的電壓。如果可能，特別是在低電流情況下，應(yīng)同時(shí)觸發(fā)儀表并設(shè)置儀表進(jìn)行幾百毫秒或更長時(shí)間的平均讀數(shù)，以消除開關(guān)紋波和跳周期模式的影響。

五、注意事項(xiàng)

1. ESD 防護(hù)

ADP5070/ADP5071 是靜電放電（ESD）敏感設(shè)備，盡管產(chǎn)品具有專利或?qū)Ｓ?a href="http://www.makelele.cn/tags/保護(hù)電路/" target="_blank">保護(hù)電路，但高能量 ESD 仍可能對設(shè)備造成損壞。因此，必須采取適當(dāng)?shù)?ESD 預(yù)防措施，以避免性能下降或功能喪失。

2. 法律條款

使用評估板時(shí)，用戶需要遵守相關(guān)的法律條款和條件。評估板僅用于評估目的，用戶不得將其出租、租賃、展示、銷售、轉(zhuǎn)讓、分配、再許可或分發(fā)，也不得允許第三方訪問。評估板的所有權(quán)歸 Analog Devices 所有，用戶在停止使用或協(xié)議終止時(shí)應(yīng)及時(shí)歸還評估板。

通過以上對 ADP5070/ADP5071 評估板的介紹，相信大家對這兩款 DC - DC 開關(guān)穩(wěn)壓器有了更深入的了解。在實(shí)際設(shè)計(jì)中，我們可以根據(jù)具體需求對評估板進(jìn)行定制和測試，以滿足不同的應(yīng)用場景。大家在使用過程中遇到過哪些問題呢？歡迎在評論區(qū)分享交流。