ISL85403EVAL1Z评估板：低功耗宽输入电压范围应用的理想之选

在电子设计领域，对于低功耗、宽输入电压范围且需要升降压能力的负载点应用，找到一款合适的解决方案至关重要。ISL85403EVAL1Z评估板就是这样一个极具性价比的选择，下面就为大家详细介绍这款评估板。

文件下载：ISL85403EVAL1Z.pdf

一、评估板概述

ISL85403EVAL1Z评估板可用于快速评估ISL85403在两级升压 - 降压和同步降压配置下的性能。它为需要同时具备升压和降压能力的低功耗、宽输入电压范围负载点应用提供了经济有效的解决方案。

1. 规格参数

参数	值
输入电压（VIN）	4V 至 40V
输出电压（VoUT）	5.0V
最大输出电流（IOUT_MAX）	2.5A
开关频率	500kHz
输出纹波	40mV

2. 关键特性

• 灵活设计：ISL85403是一款灵活的开关稳压器，集成了127mΩ高端MOSFET，可作为同步降压转换器、两级升压 - 降压转换器或非反相降压 - 升压转换器使用。
• 宽输入电压范围：VIN范围为4V至40V，能适应多种不同的电源输入情况。
• 方便的电源连接：便于用户进行电源连接操作，提高使用的便利性。

二、功能描述

1. 工作模式

评估板展示了ISL85403在两级升压 - 降压配置下的操作，同时用户也可以轻松将其修改为同步降压配置。

2. 操作范围

• 输入电压：在两级升压 - 降压配置下，评估板的输入电压范围是4V至40V。
• 输出电压：默认输出电压设置为5V，可通过电压反馈电阻 (R{3}) 和 (R{4}) 进行更改，计算公式为 (R{4}=R{3} cdot frac{V{ref }}{V{OUT }-V_{ref }})。需要注意的是，如果要更改到更高的输出电压，需要更换具有更高额定电压的输出电容器。
• 开关频率：评估板默认频率为500kHz（FS引脚/R8开路），可以通过在R8处连接电阻来将开关频率编程为其他值，具体电阻值和开关频率可参考ISL85403数据手册。此外，还可以通过将外部时钟连接到SYNC端子（J13）来将开关频率同步到外部时钟。

三、快速测试设置

1. 同步降压配置

• 确保J16上安装了分流器。
• 将电源连接到输入端子VBAT（J5）和GND（J6），将负载端子连接到输出VOUT +（J10）和GND（J11）。在给评估板施加任何电源或负载之前，确保设置正确。
• 将电源调整到4V至40V并开启。
• 验证输出电压是否为5V，并使用示波器监测相位节点波形。

四、同步降压配置的板级修改

如果需要将ISL85403EVAL1Z修改为同步降压配置，可以按照以下步骤进行：

1. 用所需的MOSFET填充Q1。
2. 移除J16上的跳线，以断开升压功率级与降压功率级的连接。
3. 用0Ω电阻填充 (R{32})，用4.7kΩ电阻填充 (R{5})。
4. 移除电阻 (R_{22})。
5. 通过移除 (R{31}) 并将 (R{30}) 替换为0Ω电阻，将EXT_BOOST引脚接地。
6. 如果需要VCC切换功能，移除电阻R28和 (R{29})，并使用0Ω电阻填充 (R{6})。
7. 移除二极管D1是可选的。通常，SS3P6有助于降低与MOSFET体二极管相关的损耗，从而提高效率。

修改完成后，连接电源到输入端子VIN +（J8）和GND（J9），连接负载端子到输出VOUT +（J10）和GND（J11），确保设置正确后，将电源调整到8V至40V并开启。

五、PCB布局指南

1. 电容放置

• 将耦合陶瓷电容器尽可能靠近IC的VIN引脚和功率二极管（D1）的阴极放置，保持该回路（耦合陶瓷电容器、IC的VIN引脚和二极管）尽可能小，以最小化由走线寄生电感引起的电压尖峰。同时，包含一个大容量电容器C59，以支持从电源到评估板的长导线连接。
• 将输出陶瓷和铝电容器也靠近功率级组件放置。
• 将4.7µF陶瓷去耦电容器C1尽可能靠近IC的VCC引脚放置，并在该电容器的接地焊盘附近放置多个过孔。

2. 相位节点和铜面积

• 保持相位节点的铜面积小，但要足够大以处理负载电流。

3. IC底部焊盘和过孔

在IC的底部焊盘放置至少9个过孔，底部焊盘应放置在尽可能大面积的接地铜平面上，以有效降低热阻抗。

4. 其他布局要点

• 保持自举电容器靠近IC。
• 将输出电压感测走线靠近需要严格调节的位置放置。
• 将所有外围控制组件靠近IC放置。

六、典型性能曲线

文档中给出了一系列典型性能曲线，包括效率与负载的关系、负载调节、不同负载和输入电压下的输出纹波、负载瞬态响应、升压 - 降压模式下的输入转换以及软启动等曲线。这些曲线可以帮助工程师更好地了解评估板在不同工作条件下的性能表现。

七、注意事项

在使用ISL85403EVAL1Z评估板时，需要注意以下几点：

• 文档中对电路、软件和其他相关信息的描述仅用于说明半导体产品的操作和应用示例，用户需对电路、软件和信息在产品或系统设计中的使用负责，瑞萨电子对因使用这些电路、软件或信息而产生的损失和损害不承担任何责任。
• 瑞萨电子产品分为“标准”和“高质量”两个质量等级，不同质量等级的产品有不同的预期应用，用户应确保使用的产品符合相应的数据手册、用户手册等文档的规定。
• 使用瑞萨电子产品时，应参考最新的产品信息，确保使用条件在规定的范围内，否则瑞萨电子对因超出规定范围使用产品而导致的故障、事故等不承担责任。

ISL85403EVAL1Z评估板以其灵活的设计、宽输入电压范围和方便的操作等特点，为电子工程师在低功耗、宽输入电压范围的负载点应用设计中提供了一个很好的选择。大家在实际使用过程中，有没有遇到过类似评估板在性能或布局方面的问题呢？欢迎在评论区交流分享。