深入解析 EVAL - ADP2105 降压型 DC - DC 转换器评估板

在电子设计领域，DC - DC 转换器的性能直接影响着整个系统的稳定性和效率。今天，我们就来详细剖析一下 EVAL - ADP2105 降压型 DC - DC 转换器评估板，看看它有哪些特点和应用要点。

文件下载：ADP2105-1.8-EVALZ.pdf

一、评估板特性亮点

高效节能

这款评估板效率超过 95%，在当今追求节能的电子设计中，无疑是一大优势。想象一下，在一个对功耗要求极高的便携式设备里，如此高的效率能大大延长设备的续航时间，这对于用户体验的提升是非常关键的。

宽电压范围

它的输入电压范围为 2.7 V 至 5.5 V，输出电压范围为 0.8 V 至 VIN。这种宽电压范围的设计，使得它能够适应多种不同的电源和负载需求。比如，你可以根据具体的电路要求灵活调整输出电压，为不同的芯片或模块提供合适的供电。

低电流消耗

静态电流仅 20 μA，关机电流更是低至 0.1 μA。这意味着在待机状态下，评估板的功耗极低，有助于减少不必要的能量损耗，提高整个系统的能效比。

优化设计

评估板针对小型铁氧体磁芯电感和小型陶瓷输入输出电容进行了优化。这不仅可以减小电路板的尺寸，还能降低成本，同时提高系统的稳定性和性能。

可编程功能

具备可编程软启动和可编程补偿功能。可编程软启动可以通过单个电容实现，避免在启动瞬间产生过大的电流冲击，保护电路元件。可编程补偿则能优化瞬态性能，使系统在负载变化时能够快速稳定地调整输出电压。

二、评估板的工作原理与版本

工作原理

ADP2105 是一款同步降压型 DC - DC 转换器，采用电流模式脉冲宽度调制（PWM）控制方案。在中到重负载电流时，它能保持高效率；而在轻负载时，会平滑过渡到脉冲频率调制（PFM）模式，从而节省电能。这种智能的工作模式切换，使得评估板在不同负载条件下都能保持良好的性能。

版本情况

评估板有两个版本，ADP2105 - 1.8 - EVAL 固定输出电压为 1.8 V，ADP2105 - EVAL 输出电压可调，初始设置为 2.5 V。这为不同的应用场景提供了更多的选择。

三、评估板的使用方法

上电操作

在给评估板上电之前，要确保所有组件都安装正确，并且移除跳线 J1。连接电源时，要先关闭电源，将电源正极连接到评估板的 VIN 端子，负极连接到 GND 端子。如果电源带有电流表，可以用它来监测输入电流；如果没有，则需要串联一个电流表。连接负载时，要先关闭评估板，根据负载是否带有电流表或是否需要测量电流，按照相应的方式进行连接，并确保负载设置到合适的电流。同时，要使用电压表测量输入和输出电压，注意电压表要连接到评估板的相应端子，避免因导线和连接点的电压降导致测量误差。最后，缓慢增加输入电源电压，超过 2.7 V 后插入跳线 J1，检查输出电压是否达到规定值，并确保负载正常工作，输出电压保持稳定。

性能测量

• 输出电压纹波：将示波器探头跨接在输出电容（C3/C4）两端，探头接地端接电容负极，探头尖端接正极。设置示波器为交流模式，20 mV/格，2 μs/格时基。在 PWM 模式下，输出电压纹波较小（<20 mV）；在 PFM 模式下，纹波可能高达 50 mV。
• 开关波形：将示波器探头尖端放在与 LX 引脚相连的电感末端，探头接地端接 GND。设置示波器为直流模式，2 V/格，2 μs/格时基。开关波形应在 0 V 和近似输入电压之间交替。
• 负载调整率：通过增加输出负载并观察输出电压的变化来测试负载调整率。为了减少电压降，特别是对于重负载，要使用短的低电阻导线。
• 线性调整率：改变输入电压，检查输出电压的变化情况。
• 效率测量：效率计算公式为 η = (VOUT × IOUT) / (VIN × IIN)。测量输入和输出电压时，要尽可能靠近输入和输出电容，以减少 IR 降的影响。
• 电感电流测量：将电感的一端从焊盘上移除，串联一个电流环，然后使用电流探头测量通过电流环的电流。

四、评估板的修改方法

改变输出电压

ADP2105 - EVAL 的输出调节电压可以通过改变其外部组件来调整，而 ADP2105 - 1.8 - EVAL 的输出电压固定为 1.8 V 无法改变。ADP2105 - EVAL 的输出调节电压由电阻分压器（R4 和 R5）决定，计算公式为 VOUT = 0.8 V × [(RTOP + RBOT) / RBOT]。通过先计算 RBOT = VFB / ISTRING（其中 VFB = 0.8 V，ISTRING 标称值为 20 μA），再计算 RTOP = RBOT × [(VOUT - VFB) / VFB]，可以得到所需的电阻值。当改变输出电压时，还需要根据 ADP2105 数据手册中的应用信息部分，重新计算并更换输出电容（C3 和 C4）、电感（L1）和补偿组件（R1 和 C6），以确保系统稳定运行。

改变负载瞬态响应

可以通过改变输出电容（C3 和 C4）和补偿组件（R1 和 C6）来改变评估板的负载瞬态响应。默认情况下，评估板的负载瞬态响应设置为 1 A 负载瞬态时输出电压的 5%。例如，要将 ADP2105 - 1.8 - EVAL 的负载瞬态响应改变为 1 A 负载瞬态时输出电压的 10%，首先根据负载瞬态响应要求选择输出电容，然后考虑直流偏置对电容值的影响，最后计算补偿电阻和补偿电容。

五、评估板的其他信息

典型性能特性

文档中给出了多个典型性能特性图，包括不同版本的效率曲线、轻负载时的 PFM 模式工作情况、1 A 负载瞬态响应等。这些图表可以帮助我们直观地了解评估板在不同条件下的性能表现，为实际应用提供参考。

订购信息与物料清单

提供了详细的物料清单，包括各个元件的参考编号、数量、制造商和型号。同时，订购指南明确了不同型号评估板的特点，方便我们根据需求进行选择。

ESD 注意事项

该评估板是静电放电（ESD）敏感设备，尽管产品具有专利或专有保护电路，但高能量 ESD 仍可能对设备造成损坏。因此，在操作过程中要采取适当的 ESD 预防措施，避免性能下降或功能丧失。

总之，EVAL - ADP2105 评估板以其高效、灵活的特点，为电子工程师在降压型 DC - DC 转换器的设计和测试中提供了一个很好的平台。通过深入了解其特性、使用方法和修改方式，我们可以更好地利用这款评估板，设计出高性能、稳定可靠的电子系统。大家在实际使用过程中有没有遇到什么有趣的问题或者独特的应用案例呢？欢迎在评论区分享交流。