探索 ER2120QI 评估板：高效电源设计的利器

在电源管理领域，集成度高且性能出色的电源解决方案一直是工程师们追求的目标。今天，我们就来深入探讨一下 AITERA 的 Enpirion® Power Evaluation Board ER2120QI 2A 同步降压 PowerSoC 评估板，看看它能为我们带来哪些惊喜。

文件下载：EVB-ER2120QI.pdf

评估板概述

ER2120QI 评估板是一款高度集成的电源解决方案。它将控制器、集成功率 MOSFET、大部分补偿网络以及针对系统故障的保护电路整合在一起。这种高度集成的设计与其他竞争解决方案相比，显著减少了电路板的占用空间和元件数量，为工程师们在设计时节省了宝贵的空间和成本。

评估板在设计上充分考虑了工程测试的便利性，提供了多种编程选项、夹线和测试点，让工程师能够轻松地对其进行测试和调试。

评估板连接与设置步骤

使能设置

评估板上的使能开关（S1）以及测试点（TP3、TP111 和 TP211）用于控制电源的开启和关闭。其中，EN_ALL 开关处于 ON 位置，并且 EN1 和 EN2 也处于 ON 位置时，两个电源模块都将被启用；单独控制 EN1 或 EN2 可分别启用上、下两个电源模块。需要注意的是，S1 的功能可以被外部信号覆盖，并且在使用外部信号作为开漏信号时，需要移除 R101 和 R201。

输入电压连接

根据输入电压的范围，我们需要对 JP1 和 JP2 跳线进行相应的设置。当输入电压在 5.5V 至 14V 之间时，移除 JP1 和 JP2 上的跳线；当输入电压在 4.5V 至 5.5V 之间时，安装跳线。同时，要确保两个模块连接到相同的电源轨。

电源输入连接

当通过 JP1 和 JP2 将 VIN 连接到 AVINO 时，在 J1 上连接 4.5V 至 5.5V 的电源；否则，连接 5.5V 至 14V 的电源。在确保所有连接正确后，再开启电源。

接地连接

将输入地连接到 J2，输出地连接到 J4 和 J6。P1 和 P2 可作为测试探头的接地端。

输出电压设置

通过外部电阻分压器可以对稳压器的输出电压进行编程。具体的计算公式为： [R{111}=frac{R{108} 0.6 V}{V{out 1}-0.6 V}] [R{211}=frac{R_{208} 0.6 V}{V_{out 2}-0.6 V}] 其中，R108 和 R208 均为 28kΩ，分别是上、下两个模块的反馈电阻；0.6V 是内部参考电压；Vout1 和 Vout2 分别是上、下两个模块的期望输出电压。

负载连接

将负载的正极端子连接到 J3 或 J5。完成上述步骤后，就可以开启设备了。

其他重要设置

主从设置

通过对 R100、R103、R200 和 R203 电阻的设置，可以将上、下两个设备分别配置为主设备或从设备。默认情况下，上设备配置为主模式，下设备配置为从模式。

同步设置

对于主从操作，需要安装 JP3 跳线；若要使上、下两个设备独立运行，则移除 JP3 并将两个设备都配置为主设备。

开关频率设置

稳压器的开关频率可以在 500 kHz 至 1.2 MHz 之间进行编程，计算公式如下： [R{104}=frac{48000}{f{osc 1}(kHz)}] [R{204}=frac{48000}{f{osc 2}(kHz)}] 需要注意的是，使用低于 40kΩ 或高于 97kΩ 的电阻可能会损坏 ER2120QI，因此不建议这样做。

软启动电容设置

软启动电容默认值为 15nF，它与内部 30μA 的电流源一起设置了转换器的软启动间隔 tSS，公式为： [C{S S}(mu F)=50 * t{S S}(s)]

测试建议

为了保证测量的准确性，在进行测试时需要注意以下几点：

1. 电压测量：使用评估板上提供的测试点进行输入和输出电压的测量。
2. 电流测量：使用串联电流表或精确的分流电阻来测量输入和输出电流，这在测量效率时尤为重要。
3. 信号测量：使用低环路电感的示波器探头来测量开关信号和输入/输出纹波，以避免噪声耦合到探头接地线上。输入纹波、输出纹波和负载瞬态偏差最好在相应的输入/输出电容附近进行测量。
4. 电源状态监测：评估板上为 POK 信号提供了上拉电阻，可以通过标记为 POK 的夹线来监测电源的 OK 状态。

总结

ER2120QI 评估板以其高度集成的设计、丰富的功能和便捷的测试设置，为电源设计工程师提供了一个强大而灵活的解决方案。无论是在节省电路板空间、提高设计效率还是保证测量准确性方面，它都表现出色。希望通过本文的介绍，能让大家对 ER2120QI 评估板有更深入的了解，在实际设计中充分发挥其优势。大家在使用这款评估板的过程中遇到过哪些问题呢？欢迎在评论区分享交流。