800 mA、3 MHz降壓調(diào)節(jié)器評(píng)估板的使用與特性解析

在電子設(shè)計(jì)領(lǐng)域，電源管理模塊的性能直接影響著整個(gè)系統(tǒng)的穩(wěn)定性和效率。今天，我們就來(lái)深入探討一下ADI公司的ADP2138/ADP2139降壓調(diào)節(jié)器評(píng)估板，了解其特性、使用方法以及性能測(cè)試要點(diǎn)。

文件下載：ADP2138CB-1.8EVALZ.pdf

評(píng)估板特性一覽

這款評(píng)估板是針對(duì)ADP2138/ADP2139降壓調(diào)節(jié)器的全功能評(píng)估平臺(tái)，具備獨(dú)立運(yùn)行能力。它的特點(diǎn)鮮明，能讓我們輕松地對(duì)器件進(jìn)行各項(xiàng)測(cè)量，像線路和負(fù)載調(diào)節(jié)等。在測(cè)量時(shí)，只需配備一個(gè)單一電壓源、一個(gè)電壓計(jì)、一個(gè)電流計(jì)以及負(fù)載電阻即可。并且，評(píng)估板上的外部組件都易于觸及，方便我們進(jìn)行調(diào)試和操作。

芯片功能概述

ADP2138和ADP2139屬于高效、低靜態(tài)電流的同步降壓型DC - DC轉(zhuǎn)換器。其中，ADP2139還額外具備內(nèi)部放電開(kāi)關(guān)這一特性。整個(gè)解決方案僅需三個(gè)微小的外部組件，大大節(jié)省了PCB空間。

在工作模式方面，當(dāng)MODE引腳設(shè)置為高電平時(shí)，降壓調(diào)節(jié)器工作在強(qiáng)制PWM模式。這種模式能為對(duì)電源噪聲敏感的負(fù)載提供低峰 - 峰值紋波，但會(huì)犧牲輕載效率。而當(dāng)MODE引腳設(shè)置為低電平時(shí)，降壓調(diào)節(jié)器會(huì)根據(jù)負(fù)載電流水平自動(dòng)切換工作模式。在較高輸出負(fù)載時(shí)，工作在PWM模式；當(dāng)負(fù)載電流低于預(yù)設(shè)閾值時(shí)，調(diào)節(jié)器則進(jìn)入節(jié)能模式（PSM），從而提高輕載效率。此外，3 MHz的開(kāi)關(guān)頻率有效減小了外部組件的尺寸。

評(píng)估板使用步驟

上電操作

評(píng)估板在出廠時(shí)已完成組裝和測(cè)試。在給評(píng)估板上電之前，我們需要按照以下步驟操作：

• 使能設(shè)置：通過(guò)跳線TB2（EN）來(lái)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(shí)電流將小于1 μA。
• 輸入電源連接：如果輸入電源包含電流計(jì)，可直接用該電流計(jì)監(jiān)測(cè)輸入電流。將電源的正極端子連接到評(píng)估板的TB1（VIN），負(fù)極端子連接到TB4（GND OUT）。若電源不包含電流計(jì)，則需將電流計(jì)與輸入電源電壓串聯(lián)。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(fù)極端（ - ）連接到評(píng)估板的TB4（GND OUT），電流表的負(fù)極端（ - ）連接到評(píng)估板的TB1（VIN）。
• 輸出負(fù)載連接：可連接電子負(fù)載或電阻來(lái)設(shè)置負(fù)載電流。若負(fù)載包含電流表，或者不需要測(cè)量電流，可直接將負(fù)載連接到評(píng)估板，負(fù)載的正極端（+）連接到TB3（VOUT），負(fù)極端（ - ）連接到TB4（GND）。若使用電流表，則將其與負(fù)載串聯(lián)，電流表的正極端（+）連接到評(píng)估板的TB3（VOUT），負(fù)極端（ - ）連接到負(fù)載的正極端（+），負(fù)載的負(fù)極端（ - ）連接到評(píng)估板的TB4（GND OUT）。
• 電壓測(cè)量連接：使用電壓表測(cè)量輸入和輸出電壓時(shí)，要確保電壓表連接到評(píng)估板的相應(yīng)端子，而不是負(fù)載或電源本身。將輸入電壓測(cè)量電壓表的正極端（+）連接到評(píng)估板的TB1（VIN），負(fù)極端（ - ）連接到評(píng)估板的TB4（GND OUT）；將輸出電壓測(cè)量電壓表的正極端（+）連接到評(píng)估板的TB3（VOUT），負(fù)極端（ - ）連接到評(píng)估板的TB4（GND OUT）。
• 上電操作：連接好電源和負(fù)載后，即可為評(píng)估板上電。操作時(shí)需確保電源電壓大于2.3 V且小于5.5 V，同時(shí)確保TB2（EN）為高電平，并監(jiān)測(cè)輸出電壓。若負(fù)載尚未啟用，需啟用負(fù)載，檢查其是否汲取適當(dāng)?shù)碾娏鳎约拜敵鲭妷菏欠癖３址€(wěn)壓。

模式切換

每個(gè)ADP2138/ADP2139都有一個(gè)MODE引腳，通過(guò)該引腳可以確定降壓調(diào)節(jié)器的工作模式。將TB6連接到TB1可將MODE引腳設(shè)置為高電平，使調(diào)節(jié)器工作在PWM模式；將TB6連接到TB4可將MODE引腳設(shè)置為低電平，使調(diào)節(jié)器工作在節(jié)能模式。

評(píng)估板性能測(cè)量

輸出電壓紋波測(cè)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(fù)極端（ - ），探頭尖端連接到電容的正極端（+）。將示波器設(shè)置為交流模式，垂直刻度為20 mV/格，時(shí)間基準(zhǔn)為2 μs/格。

開(kāi)關(guān)波形測(cè)量

使用示波器觀察開(kāi)關(guān)波形時(shí)，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(shè)置為直流模式，垂直刻度為2 V/格，時(shí)間基準(zhǔn)為2 μs/格。

負(fù)載調(diào)節(jié)測(cè)量

負(fù)載調(diào)節(jié)測(cè)試需要通過(guò)增加輸出負(fù)載并觀察輸出電壓的變化來(lái)進(jìn)行。為了最小化電壓降，應(yīng)使用短的低電阻導(dǎo)線，特別是對(duì)于接近最大電流的負(fù)載。

線路調(diào)節(jié)測(cè)量

通過(guò)改變輸入電壓并檢查輸出電壓的變化來(lái)測(cè)量線路調(diào)節(jié)。

效率測(cè)量

效率（η）的計(jì)算公式為：(eta=frac{V{OUT } × I{OUT }}{V{IN } × I{IN}}) 。測(cè)量輸入和輸出電壓時(shí)，應(yīng)盡可能靠近輸入和輸出電容，以減少I(mǎi)R降的影響。

電感電流測(cè)量

測(cè)量電感電流時(shí)，可將電感的一端從焊盤(pán)上移除，并串聯(lián)一個(gè)電流環(huán)，然后將電流探頭連接到該導(dǎo)線上。

評(píng)估板其他信息

原理圖與布局

評(píng)估板的原理圖展示了其電路結(jié)構(gòu)，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(diào)節(jié)器U1等組件。評(píng)估板的布局分為頂層和底層，方便我們進(jìn)行實(shí)際的焊接和調(diào)試。

物料清單

評(píng)估板的物料清單明確列出了各個(gè)組件的數(shù)量、參考編號(hào)、描述、制造商和零件編號(hào)。例如，U1為ADP2138/ADP2139降壓調(diào)節(jié)器，CIN和COUT為4.7 μF、6.3 V、0603封裝、X5R材質(zhì)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(xiàng)

該評(píng)估板是靜電放電（ESD）敏感設(shè)備，盡管產(chǎn)品具有專(zhuān)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(duì)器件造成損壞。因此，在操作過(guò)程中要采取適當(dāng)?shù)腅SD預(yù)防措施，避免性能下降或功能喪失。同時(shí)，使用評(píng)估板時(shí)需遵守相關(guān)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(guī)定。

通過(guò)對(duì)ADP2138/ADP2139評(píng)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(shí)際的電子設(shè)計(jì)工作提供有力的支持。大家在使用過(guò)程中是否遇到過(guò)類(lèi)似評(píng)估板的問(wèn)題呢？歡迎在評(píng)論區(qū)分享你的經(jīng)驗(yàn)和見(jiàn)解。