ISL6227EVAL2Z双开关评估板：设计与应用全解析

在电源管理领域，一款性能出色的评估板能够极大地帮助工程师进行产品开发和测试。今天我们就来深入探讨ISL6227EVAL2Z双开关评估板，看看它的特点、功能以及如何进行设置。

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一、ISL6227芯片概述

ISL6227是一款功能强大的芯片，它能控制两个输出电压，范围从0.9V到5.5V。该芯片将两个同步PWM电压调节器集成到单个IC中。当DDR引脚设置为高电平时，芯片就转变为完整的双开关应用。PWM1和PWM2的输出电压通过连接在输出端和地之间的简单反馈分压器来设置，反馈分压器的输出为0.9VDC，连接到VSEN1和VSEN2引脚。

工作模式与效率优化

ISL6227具有自动模式选择功能，在重载时采用恒定频率同步整流，轻载时采用滞回二极管仿真，确保在广泛的条件下都能实现高效率。如果需要在所有负载水平下都进行恒定频率连续导通操作，可以分别禁用每个PWM转换器的滞回模式。模式选择通过VOUT1和VOUT2引脚连接来实现，当VOUTx连接到地时，强制进入连续电流模式（CCM）操作；当连接到各自的输出时，命令自动模式。此外，使用较低的MOSFET rDS(ON)作为电流感测元件进一步提高了效率。

动态响应与保护功能

芯片采用电压前馈斜坡调制（VIN引脚）、电流模式控制和内部反馈补偿，能够对输入电压和输出负载瞬变做出快速响应。在双开关电源应用中，ISL6227通过将VSEN引脚电压与内部参考电压进行比较，监控CH1和CH2的输出电压。每个通道在软启动序列完成且输出电压在设定点的 -11%/+15% 范围内时，会发出独立的PGOOD（电源良好）信号。软启动时间可以通过选择软启动电容来调整。VSEN引脚电压还用于过压和欠压保护，过压保护通过保持下MOSFET导通、上MOSFET关断来防止输出超过设定点的115%；欠压保护在软启动序列完成后，如果输出电压因短路而降至设定点值的75%以下，将锁定通道关闭。此外，可调过流保护（OCP）监控下MOSFET的rDS(ON)上的电压降，过流保护阈值水平可以通过OCSET引脚到地的电阻进行调整，电流感测增益可以通过ISEN引脚电阻进行调整。如果需要更精确的电流感测，可以使用外部电流感测电阻。

二、ISL6227EVAL2Z评估板特点

输出电压与效率

评估板提供0.9V至5.5V的稳压输出电压，在宽负载范围内具有高效率。采用同步降压转换器，轻载时具有滞回操作，并且可以在一个或两个通道上禁止滞回模式。

电流感测与保护

评估板使用MOSFET rDS(ON)进行电流感测，也可以使用电流感测电阻进行精确的过流保护。同时，两个通道都具备过压、欠压和过流保护功能，VCC引脚具有欠压锁定功能。

输入电压模式与动态响应

评估板支持双输入电压模式操作，可以直接从5V至24V的电池输入工作，也可以从3.3V或5V的系统轨工作。具有出色的动态响应，采用电压前馈和电流模式控制相结合的方式。每个通道都有电源良好信号，开关频率为300kHz，通道间具有180°的相移操作，并且有无铅版本（符合RoHS标准）。

三、评估板订购信息

评估板提供多种型号可供选择，不同型号在温度范围和封装上有所差异，具体信息如下表所示：	PART NUMBER	PART MARKING	TEMP. RANGE (°C)	PACKAGE	PKG. DWG.#
ISL6227CA*	ISL 6227CA	-10 to +100	28 Ld QSOP	M28.15
ISL6227CAZ* (Note)	ISL 6227CAZ	-10 to +100	28 Ld QSOP (Pb-free)	M28.15
ISL6227IA*	ISL 6227IA	-40 to +100	28 Ld QSOP	M28.15
ISL6227IAZ* (Note)	ISL 6227IAZ	-40 to +100	28 Ld QSOP (Pb-free)	M28.15
ISL6227IRZ* (Note)	ISL 6227IRZ	-10 to +100	28 Ld QFN(Pb-free)	L28.5x5
ISL6227HRZ* (Note)	ISL 6227HRZ	-10 to +100	28 Ld QFN (Pb-free)	L28.5x5
ISL6227EVAL2Z	Evaluation Platform

注：添加 “-T” 后缀表示卷带包装，具体卷带规格请参考TB347。

四、评估板所需材料与设置

评估所需物品

要对评估板进行完整评估，需要以下物品：

1. 4通道示波器及探头
2. 2个电子负载
3. 2个实验室电源
4. 精密数字万用表
5. 数字脉冲发生器

跳线设置

评估板的跳线设置决定了其工作模式，具体设置如下表所示：	JUMPER	POSITION	FUNCTION
JP1	*VIN >5V	*Input Voltage greater than 5V
VIN = 5V	Input Voltage 3.3V to 5.0 Volt operation
JP2	*Shunted	*An AmpMeter may be connected across these pins to measure IC and GATE Drive Current only
JP3	*FCCM1	*Channel 1 Fixed Continuous Conduction Mode
Away from FCCM1	Channel 1 Hysteretic Operation enabled
JP4	*FCCM2	*Channel 2 Fixed Continuous Conduction Mode
Away from FCCM2	Channel 2 Hysteretic Operation enabled
JP5	Shunted	Channel 1 enabled
*Removed	*Channel 1 disabled
JP6	Shunted	Channel 2 enabled
*Removed	*Channel 2 disabled
JP7	*Shunted	*One VIN supply for both CH1 and CH2
Removed	Separate VIN supplies for CH1 and CH2

注：* 表示初始设置。

LED状态指示

评估板上的LED用于指示输出电压的状态，具体如下：	LED	CONDITION	RESULT
CR1	green	VOUT1 WITHIN PGOOD RANGE
	red	VOUT1 OUTSIDE PGOOD RANGE
CR2	green	VOUT2 WITHIN PGOOD RANGE
	red	VOUT2 OUTSIDE PGOOD RANGE

五、评估板快速设置步骤

步骤1：连接电源和测量设备

1. 连接VCC电源：将5V可调电源的输出电压设置为零伏，将电源的正极端子（+）连接到VCC端子J4，负极端子（-）连接到GND端子J14。
2. 连接VCC测量设备：将数字万用表（DVM）的正极端子（+）连接到VCC端子J4，负极端子（-）连接到GND端子J14。此时不要通电。
3. 连接VIN电源：将可调24VDC输出电压设置为零伏，将电源的正极端子（+）连接到VIN端子J2和J3，负极端子（-）连接到GND端子J1。
4. 连接VIN测量设备：将DVM的正极端子（+）连接到VIN端子J2或J3中的一个，负极端子（-）连接到GND端子J1。此时不要通电。

步骤2：连接负载和测量设备

1. 连接通道1的负载和测量设备：将电子负载和DVM的正极端子（+）连接到VOUT1端子J5，负极端子（-）连接到GND端子J8。电子负载应处于0A负载条件。
2. 连接通道2的负载和测量设备：将电子负载和DVM的正极端子（+）连接到VOUT2端子J6，负极端子（-）连接到GND端子J7。电子负载应处于0A条件。

步骤3：设置控制跳线

按照前面提到的跳线设置表进行设置。

步骤4：给评估板上电

1. 确保连接到VIN端子J2和/或J3的可调24VDC电源输出电压设置为零伏。
2. 打开24VDC电源。
3. 在读取DVM的同时，将24VDC电源的输出电压增加到5.0VDC。
4. 打开5V VCC电源。
5. 在读取DVM的同时，将5VDC电源的输出电压增加到5VDC。
6. 两个通道的LED应该为红色。

步骤5：进行初始测量

1. 安装EN1分流跳线JP5，此时CR1的LED应变为绿色。
2. 安装EN2分流跳线JP6，CR2的LED应变为绿色。 注：端子J1（EN1）和J12（EN2）可以连接到脉冲发生器进行可控的开/关操作，并可以用示波器观察。使能信号的幅度必须小于VCC电压（5V）。
3. 读取连接到VOUT1端子J5的DVM，VOUT1电压应在2.45V至2.55V（2.5V ±2%）范围内。
4. 读取连接到VOUT2端子J6的DVM，电压读数应在1.764V至1.836V（1.8V ±2%）范围内。

步骤6：改变操作条件

1. 可以将24V VIN电源在5VDC至24VDC之间进行调整，同时将电子负载在0A至5A之间进行调整，以检查输出调节情况。
2. 如果需要滞回操作，可以将通道1 PWM的跳线J3或通道2 PWM的跳线JP4移动到与丝印 “FCCM” 相反的位置。

步骤7：断电

1. 关闭VCC电源。
2. 关闭VIN电源。

六、评估板布局

评估板的布局包括顶层丝印、顶层、内部接地层、内部电源层和底层等多个层面，详细的布局图为工程师进行进一步的设计和调试提供了参考。

ISL6227EVAL2Z双开关评估板为工程师提供了一个全面的平台，用于测试和验证ISL6227芯片的性能。通过合理的设置和操作，工程师可以更好地了解芯片的特性，为实际应用中的电源管理设计提供有力支持。大家在使用过程中有没有遇到过什么问题呢？欢迎在评论区分享交流。