探索DC1997A-A/DC1997A-B演示電路：高性能雙輸出同步降壓轉(zhuǎn)換器

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，我們將深入探討DC1997A-A/DC1997A-B演示電路，這是一款采用LTC3838EUHF-1/LTC3838EUHF-2的雙輸出同步降壓轉(zhuǎn)換器，為工程師們提供了一個(gè)強(qiáng)大而靈活的電源解決方案。

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一、DC1997A-A/DC1997A-B演示電路概述

DC1997A-A/DC1997A-B演示電路是專門為評(píng)估LTC3838EUHF-1/LTC3838EUHF-2芯片性能而設(shè)計(jì)的。它能夠在4.5V至14V的輸入電壓范圍內(nèi)，提供1.5V/20A和1.2V/20A的雙路輸出，開關(guān)頻率為300kHz。這種設(shè)計(jì)使得它在多種應(yīng)用場(chǎng)景中都能發(fā)揮出色的性能。

應(yīng)用靈活性

DC1997A-B組件特別適用于需要通過外部參考調(diào)整輸出的應(yīng)用。例如，在自適應(yīng)電壓縮放優(yōu)化（AVSO）中，處理器電壓可以根據(jù)需求進(jìn)行調(diào)整，以實(shí)現(xiàn)最佳效率；在由DAC控制的寬輸出電壓應(yīng)用或裕度調(diào)節(jié)中，也能發(fā)揮重要作用。在默認(rèn)設(shè)置下，DC1997A-B組件的第二通道被調(diào)節(jié)到板載1.2V參考電壓，這個(gè)參考電壓可以通過電位器從0.8V調(diào)整到1.5V，或者將第二通道調(diào)節(jié)到板外的外部源。而DC1997A-A版本的兩個(gè)通道以及DC1997A-B組件的第一通道則被調(diào)節(jié)到內(nèi)部參考電壓。

高集成度設(shè)計(jì)

除了大容量輸入和輸出電容器外，整個(gè)轉(zhuǎn)換器能夠安裝在面積僅為1.5平方英寸的電路板上。這種高密度設(shè)計(jì)得益于緊湊的雙面嵌入式布局以及雙通道FET的使用，大大節(jié)省了電路板空間。

豐富的附加功能

該演示板還具備一系列實(shí)用的附加功能，包括每個(gè)輸出的遠(yuǎn)程感應(yīng)功能，PLLIN和CLKOUT引腳，以及每個(gè)輸出的PGOOD、RUN和TRK/SS引腳。此外，還提供了可選電阻用于連接兩個(gè)輸出，可選的分立單通道FET封裝以支持更高的輸出電流，以及用于實(shí)現(xiàn)DTR（檢測(cè)瞬態(tài)）功能的可選封裝，以減少負(fù)載釋放后的過沖。

二、性能參數(shù)分析

在TA = 25°C且無氣流的條件下，DC1997A-A/DC1997A-B演示電路展現(xiàn)出了出色的性能。

輸入輸出電壓范圍

最小輸入電壓為4.5V，最大輸入電壓為14V。輸出電壓方面，當(dāng)輸出電流I OUT1在0A至20A之間，輸入電壓V IN在4.5V至14V之間時(shí)，輸出電壓V OUT1為1.5V ± 2%；當(dāng)輸出電流I OUT2在0A至20A之間，輸入電壓V IN在4.5V至14V之間時(shí)，輸出電壓V OUT2為1.2V ± 2%。

最大輸出電流

V OUT1的最大輸出電流I OUT1和V OUT2的最大輸出電流I OUT2在輸入電壓V IN為4.5V至14V時(shí)，均能達(dá)到20A，滿足了大多數(shù)高功率應(yīng)用的需求。

開關(guān)頻率和效率

標(biāo)稱開關(guān)頻率為300kHz。在DC1997A-B組件上進(jìn)行測(cè)量，當(dāng)V OUT1 = 1.5V，I OUT1 = 20A，V IN = 12V時(shí)，效率典型值為90.4%；當(dāng)V OUT2 = 1.2V，I OUT2 = 20A，V IN = 12V時(shí)，效率典型值為88.8%。

三、快速啟動(dòng)步驟

DC1997A-A/DC1997A-B演示電路的設(shè)置非常簡單，以下是快速啟動(dòng)的步驟：

1. 連接設(shè)備：在電源關(guān)閉的情況下，按照?qǐng)D1所示連接輸入電源、負(fù)載和儀表。將負(fù)載預(yù)設(shè)為0A，輸入電源V IN預(yù)設(shè)為0V。對(duì)于兩個(gè)組件，將跳線設(shè)置如下：JP4 RUN1 ON，JP1 JP2 RUN2 ON，MODE FCM。對(duì)于DC1997A-B組件，還需要將參考電路的跳線設(shè)置為：JP5 ON BD REF FIXED，JP6 REF ON BD。
2. 調(diào)整輸入電壓：將輸入電壓調(diào)整到4.5V至14V之間，此時(shí)V OUT1應(yīng)在1.5V ± 2%范圍內(nèi)，V OUT2應(yīng)在1.2V ± 2%范圍內(nèi)。
3. 施加負(fù)載：對(duì)每個(gè)輸出施加20A的負(fù)載，然后重新測(cè)量輸出電壓。
4. 觀察參數(shù)：確認(rèn)直流調(diào)節(jié)正常后，觀察輸出電壓紋波、負(fù)載階躍響應(yīng)、效率等參數(shù)。需要注意的是，使用標(biāo)有V OUT1或V OUT2的BNC連接器測(cè)量輸出電壓紋波，并且不要在VO1_SNS+和VO1_SNS - 端子之間或VO2_SNS+和VO2_SNS - 端子之間連接負(fù)載，以免損壞轉(zhuǎn)換器，負(fù)載應(yīng)僅施加在電路板邊緣的螺柱連接器上。

四、參考電路設(shè)置

DC1997A-B組件的第二通道默認(rèn)配置為調(diào)節(jié)到由LT6650參考電路生成的固定1.2V參考電壓。如果需要，也可以通過以下兩種方式進(jìn)行設(shè)置：

調(diào)整板載參考電壓

1. 斷開電路板輸入電源。
2. 將跳線設(shè)置為：JP5 ON BD REF ADJ，JP6 REF ON BD。
3. 接通電路板輸入電源。
4. 通過電位器R52調(diào)整參考電壓。

連接外部參考電壓

1. 斷開電路板輸入電源。
2. 將JP6置于EXT位置。
3. 在EXTREF2+和EXTREF2 - 端子之間連接外部參考電壓。
4. 接通電路板輸入電源。
5. 開啟外部參考電壓。

此外，在V IN大于5V的輕載DCM模式下進(jìn)行精確效率測(cè)量時(shí)，需要移除R51并按上述方法施加外部參考電壓。

五、單輸出/雙相操作

對(duì)于需要更高輸出電流的應(yīng)用，可以選擇單輸出/雙相轉(zhuǎn)換器。將兩個(gè)輸出連接在一起需要進(jìn)行以下修改：

1. 在電路板邊緣暴露的銅處用一塊銅將兩個(gè)VOUT連接在一起。
2. 使用0Ω跳線在R8處將VOUT SENSE1+引腳連接到INTVCC，這樣可以將芯片內(nèi)部的ITH1連接到ITH2。
3. 在R15處插入0Ω跳線，將RUN1連接到RUN2。
4. 如果實(shí)現(xiàn)了DTR功能，在R9處插入0Ω跳線，將兩個(gè)DTR引腳連接在一起。

六、動(dòng)態(tài)負(fù)載電路

DC1997A-A/DC1997A-B演示電路還提供了一個(gè)簡單的負(fù)載階躍電路，由每個(gè)軌的MOSFET和檢測(cè)電阻組成。要施加負(fù)載階躍，可以按照以下步驟操作：

1. 將脈沖發(fā)生器的幅度預(yù)設(shè)為0.0V，占空比設(shè)置為5%或更低。
2. 使用同軸電纜將示波器連接到被測(cè)軌的VOUT BNC連接器上。為了監(jiān)測(cè)負(fù)載階躍電流，將示波器探頭連接到該軌的ISTEP+/-端子上。
3. 將脈沖發(fā)生器的輸出連接到被測(cè)軌的PULSE端子，并將返回端連接到相鄰的GND端子。
4. 在轉(zhuǎn)換器運(yùn)行時(shí)，緩慢增加脈沖發(fā)生器輸出的幅度，以提供所需的負(fù)載階躍脈沖高度。負(fù)載階躍信號(hào)的縮放比例為5mV/Amp。

七、總結(jié)

DC1997A-A/DC1997A-B演示電路為工程師們提供了一個(gè)全面的平臺(tái)，用于評(píng)估LTC3838EUHF-1/LTC3838EUHF-2芯片的性能。其高集成度設(shè)計(jì)、豐富的功能和出色的性能參數(shù)，使其在電源管理應(yīng)用中具有很大的優(yōu)勢(shì)。無論是在高功率應(yīng)用還是對(duì)電源效率有嚴(yán)格要求的場(chǎng)景中，都能為工程師們提供可靠的解決方案。在使用過程中，工程師們需要嚴(yán)格按照操作步驟進(jìn)行設(shè)置和測(cè)試，以確保電路的正常運(yùn)行和性能的穩(wěn)定。同時(shí)，也要注意相關(guān)的安全事項(xiàng)，如靜電放電防護(hù)等。大家在實(shí)際應(yīng)用中是否也遇到過類似的電源管理問題呢？歡迎在評(píng)論區(qū)分享你的經(jīng)驗(yàn)和見解。