探索 Enpirion EP53A8xQI DC/DC 转换器模块评估板

一、引言

作为电子工程师，在电源设计领域，选择合适的电源模块并进行准确评估至关重要。Altera Enpirion 的 EP53A8xQI DC/DC 转换器模块评估板为我们提供了一个很好的测试和评估平台。本文将详细介绍该评估板的相关信息，包括其特点、使用步骤、输出电压选择以及测试建议等内容，希望能对大家有所帮助。

文件下载：EVB-EP53A8HQI.pdf

二、EP53A8xQI 转换器模块特点

2.1 集成性

EP53A8xQI 是一个完整的片上电源系统（PowerSoC），这些设备是包含磁性元件的完整模块，仅需要陶瓷输入和输出电容器即可工作。这大大简化了电源设计的复杂度，减少了外部元件的使用。

2.2 评估功能丰富

评估板设计提供了广泛的工程评估能力。它的基本配置包含 0603 输入电容器和 0805 输出电容器，并且还提供了额外的焊盘，可以添加最多一个额外的输入电容器和一个额外的输出电容器，以便在各种输入/输出电容器组合下评估性能。

2.3 灵活的编程和测试

评估板上提供了跳线，方便对使能信号（Enable）以及 VS0 - VS2 输出电压选择引脚进行编程。同时，还提供了测试点和夹线，用于输入和输出连接，方便进行电压和电流的测量。此外，评估板带有输入去耦和输入反极性保护，可防止常见的设置错误对设备造成损坏。

三、快速启动指南

3.1 初始设置

将“ENABLE”跳线设置到禁用位置，同时根据所需的输出设置设置 VS0、VS1 和 VS2 引脚。需要注意的是，信号引脚 ENA、VS0、VS1 和 VS2 必须连接到逻辑“高”（跳线向左）或逻辑“低”（跳线向右），如果悬空，状态将不确定。

3.2 连接电源

将电源连接到输入测试点 TP8（+）和 TP5（-），这两个测试点也可用于测量输入电压。连接时要注意极性和电压大小，若输入电压 (V_{IN}) 大于 6V，评估板可能会损坏；若输入电压极性错误，二极管 D1 将导通，会产生过大的输入电流。

3.3 设置输出电压

根据所需的输出电压设置输出电压选择引脚，可参考表 1（EP53A8LQI 输出电压选择表）和表 2（EP53A8HQI 输出电压选择表）来确定设置。需要注意的是，标准板配置中未安装外部电阻分压器，对于 EP53A8LQI 选择“EXT”选项而没有外部电阻 R1 和 R2 时，会导致不可预测的行为。

3.4 连接负载

将负载连接到输出连接器 TP7（+）和 TP6（-），这两个测试点也用于测量直流输出电压。要注意输出端子的极性与输入端子相反。

3.5 启动评估板

将 ENABLE 跳线移动到启用位置，为评估板上电，此时 EP53A8xQI 应开始工作。

四、输出电压选择

EP53A8xQI 采用 3 引脚输出电压选择方案，通过将 VSx 跳线设置为逻辑“1”或逻辑“0”来编程输出电压。EP53A8LQI 有七个预设输出电压级别，EP53A8HQI 有八个预设级别，具体如下：

4.1 EP53A8LQI 输出电压选择表

VS2	VS1	VS0	VOUT
0	0	0	1.50
0	0	1	1.45
0	1	0	1.20
0	1	1	1.15
1	0	0	1.10
1	0	1	1.05
1	1	0	0.8
1	1	1	EXT

4.2 EP53A8HQI 输出电压选择表

VS2	VS1	VS0	VOUT
0	0	0	3.3
0	0	1	3.0
0	1	0	2.9
0	1	1	2.6
1	0	0	2.5
1	0	1	2.2
1	1	0	2.1
1	1	1	1.8

五、测试建议

5.1 电压测量

为保证测量精度，应使用评估板上提供的测试点进行所有输入和输出电压测量，这样可以消除线路和负载电缆上的电压降，避免产生错误读数。

5.2 电流测量

使用串联电流表或精确的分流电阻测量输入和输出电流，这在测量效率时尤为重要。

5.3 输出电压纹波测量

使用低环路电感探头尖端（如图 2 所示），通过通孔测试点对 TP2 测量输出电压纹波，以避免噪声耦合到探头接地引线。如需更精确的纹波测量，请参考 Enpirion 输出纹波测量方法应用笔记（www.altera.com/enpirion）。

六、使用外部电压分压器

EP53A8xQI 评估板在评估 Altera Enpirion DC/DC 模块性能方面提供了很大的灵活性。评估板上提供了预镀锡焊盘，可以放置 0805 尺寸的电阻来实现外部电阻分压器，以便为 EP53A8LQI 选择除 VID 上预设电压之外的输出电压。基本电路如图 3 所示。

输出电压通过以下公式选择： [V{OUT }=0.6 Vleft(1+frac{R a}{R b}right)] 为保持控制环路稳定性，(R{a}) 必须选择为 237kΩ，此时 (R{b}) 可通过以下公式计算： [R{2}=frac{142.2 × 10^{3}}{V_{OUT }-0.6} Omega] 通过将跳线 VS0 – VS3 设置为逻辑“高”来选择外部电压分压器选项。

七、动态可调输出

EP53A8xQI 设计允许通过切换 VID 引脚在预定义的电压级别之间进行动态切换。在输出电压级别转换时，电压间的转换速率经过优化，可防止出现过大的下冲或过冲，转换速率在数据表中定义。可以通过将 VSx 跳线中心引脚连接到逻辑驱动器来测试此功能，以在各种 (V_{out}) 状态之间切换。

大家在使用这款评估板的过程中，有没有遇到过一些特殊的问题呢？欢迎在评论区分享交流。希望本文能为大家在使用 Enpirion EP53A8xQI 评估板时提供一些帮助，让我们在电源设计的道路上不断探索和进步。