ISL6269AEVAL2Z评估板：单相同步降压PWM控制器的性能展示

一、引言

在电子设计领域，PWM控制器是电源管理的关键组件。ISL6269AEVAL2Z评估板为我们提供了一个评估ISL6269A或ISL6269B单相同步降压PWM控制器性能的平台，它采用了Intersil的Robust Ripple Regulator（(R^{3})）技术。该评估板出厂时安装的是ISL6269A控制器，但也能通过更换IC来评估ISL6269B控制器，无需对电路进行额外修改。此外，板上还配备了动态负载发生器，可用于评估瞬态负载响应。

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二、设计标准

2.1 参数设置

设计标准很大程度上受客户反馈影响。PWM开关频率可在200kHz - 600kHz之间编程，如果只需要一个频率设置，不安装(R{17})即可。输出电压可在0.6V - 3.3V之间编程，若只需一个输出电压设置，不安装(R{16})就行。具体的DC/DC设计标准参数如下：	PARAMETER	VALUE	UNITS
VIN	5 to 25	VDC
VOUT	1.10 or 1.20	VDC
FULL - LOAD	5.0	ADC
PWM FREQUENCY	300 or 600	kHz

2.2 关键电阻计算

• 过流保护（OCP）设定点电阻(R{SEN}(R{13}))： 为保护输出负载，避免因元件公差和温度影响导致误关机，通过特定公式计算得出(R{SEN}(R{13}) = 6.49 kOmega)。计算时考虑了Q4低侧MOSFET的(rDS(ON))为15mΩ、IOC为26µA、(FLL)为5A连续、IPP为1.5APP（30% of IFL 5A）、OCSP为2.1（210% of IFL）等因素。
• PWM开关频率设置电阻(R{FSET}(R{12}))： 当开关S2处于LOWER位置时，通过电阻(R{FSET}(R{12}))将PWM开关频率(f{SW})编程为300kHz；当S2处于UPPER位置时，使用(R{12})和(R{17})的并联电阻可将(f{SW})编程为约600kHz。通过公式(R{FSET }=frac{1}{ K cdot f{SW}})计算得出(R{FSET}(R{12}) = 57.6 kOmega)，其中“K”常数理想值为(66.8 ×10^{-12})，但会受COMP引脚纹波电压影响，在该评估板中，由于反馈环路补偿带宽约为100kHz，“K”值实际为(58 ×10^{-12})。
• 输出电压设置电阻： 当开关S3处于LOWER位置时，使用电阻(R{19} (R{TOP}))和(R{20})（(R{BOTTOM})）将输出电压编程为1.10V；当S3处于UPPER位置时，使用(R{19})（(R{TOP})）和(R{20})与(R{16})的并联电阻（(R{BOTTOM})）将输出电压编程为1.20V。通过公式(R{BOTTOM }=frac{left(V{REF } cdot R{TOP }right)}{left(V{OUT }-V{REF }right)})计算得出，当(V{OUT } = 1.10 V)时，(R{20} = 3.57 kOmega)；当(V{OUT } = 1.20 V)时，(R{20} | R{16} = 3.01 kOmega)，进而得出(R{16} = 19.1 kOmega)。

三、推荐设备

为了对评估板进行测试，需要准备以下设备：

• 1台可调25V、3A电源
• 1台固定12V、100mA电源
• 1台固定5V、100mA电源
• 1台可调5A恒流电子负载
• 1台数字电压表（DVM）
• 1台四通道示波器

四、接口连接

4.1 输入电压接口

• (VIN)：转换器功率级的输入电压，J5为(VIN)正电源输入，J7为(VIN)返回电源输入。

  4.2 输出电压接口

• (VOUT)：转换器的稳压输出电压，J6为(Vout)正电源输出，J8为(V_{OUT })返回电源输出。

  4.3 其他电源接口

• +5VIN：为PVCC、PGOOD - LED和上拉电压轨提供+5V输入电压，J2为5V正输入，J1为5V返回输入。
• +12V：为动态负载发生器提供输入电压，J4为12V正输入，J3为12V返回输入。

五、开关说明

• S1（ENABLE）：OFF时将EN引脚短接到GND，禁用PWM；ON时允许EN引脚拉高到+5V，启用PWM。
• S2（DYNAMIC FPWM）：LOWER选择两个编程的(f_{SW})中的较低值；UPPER选择较高值。
• S3（DYNAMIC VOUT）：LOWER选择两个编程输出电压中的较低值；UPPER选择较高值。
• S4（FCCM）：DEM启用二极管仿真模式；CCM禁止二极管仿真模式。
• S5（DYNAMIC LOAD）：OFF禁用负载；ON启用负载。

六、跳线说明

• JP1：选择VCC、PVCC和辅助电路的+5V电源。
• JP2：将+5V电源连接到PGOOD LED电路和上拉电阻，进行低功率效率测量时需移除跳线。
• JP3 - JP6：分别隔离EN、频率范围选择、(VOUT)选择和FCCM输入引脚，以便使用外部信号。
• JP7：隔离PGOOD输入引脚与LED电路，以便测量下拉电阻。
• JP8：断开到(VIN)引脚的电路路径，以便插入电流表测量流入(VIN)引脚的电流。

七、测试点说明

评估板上设置了多个测试点，用于监测不同引脚的电压，如TP1 - TP5为信号地，TP6用于测量(V_{IN })等。这些测试点为工程师提供了方便的监测手段，有助于对电路的运行状况进行实时评估。

八、典型波形

文档中展示了多种典型波形，包括软启动、关机、二极管仿真、负载瞬态响应和线路瞬态响应等情况下的波形。这些波形能帮助工程师直观地了解评估板在不同工作状态下的性能表现。

九、评估板文档

评估板文档包含原理图、物料清单、丝印图和板层图等。物料清单详细列出了评估板上使用的各种元件，包括电容、电阻、二极管、MOSFET、电感、IC等的型号、数量和制造商信息，为工程师进行电路分析和元件替换提供了依据。

你在实际使用ISL6269AEVAL2Z评估板时，是否也遇到过一些参数设置上的难题呢？欢迎在评论区分享你的经验和见解。