探索QPO-1-EVAL1评估板：优化电源系统设计的利器

作为电子工程师，在电源系统的设计与测试过程中，我们常常需要性能卓越且功能丰富的评估板来辅助完成工作。今天，就来深入探讨一下Vicor公司推出的QPO-1-EVAL1评估板，它在电源输出滤波和性能优化方面表现出色，能帮助我们更好地设计出高效稳定的电源系统。

文件下载：QPO-1-EVAL1.pdf

评估板概述

QPO-1-EVAL1评估板专为全面测试QPO-1LZ而设计，通过它可以对QPO-1LZ的各种性能选项进行测试，从而实现最终系统设计的优化。该评估板具有水平或垂直两种安装方式，为不同的应用场景提供了灵活的选择。不过在给评估板通电之前，用户需要先选择合适的RHR、RSCSET和RSA电阻，并将它们焊接到指定位置。

QPO-1的性能亮点

QPO-1输出纹波衰减器SiP采用有源滤波技术，能在500Hz至500kHz频率范围内将输出纹波和噪声（PARD）降低超过30dB。如果在VREF引脚添加额外电容，滤波范围还能扩展到低至50Hz。它的工作电压范围为3至30V DC，支持高达10A的负载电流。并且，通过电源的远程感应或微调功能，可以实现输出电压的稳定调节。其闭环架构能改善瞬态响应，与电源的控制环路或微调节点配合使用时，可确保负载点的稳定调节。

从图2的波形可以清晰地看到，QPO-1在滤波和负载瞬态期间保持输出电压恒定方面表现出色。即使输入电压在负载瞬态前后呈现不同幅度和频率的PARD，QPO-1的输出电压依然相对稳定。

虽然在搜索QPO - 1输出纹波衰减器的应用案例时遇到了网络连接问题，但我们可以继续探讨QPO - 1 - EVAL1评估板的其他重要方面，比如其物料清单、功能组件以及工作原理等。

物料清单（BOM）

评估板的物料清单详细列出了各个元件的信息，下面是部分关键元件：	Qty	Description	Value	Designator	Vendor	Vendor Part Number
2	Capacitor, X7R eramic, 15µF, 25V, 1812	15µF	C1, CESR	TDK	C4532X7R1E156MT
1	Capacitor, X7R Ceramic, 1µF, 50V, 1206	1µF	CSU	TDK	C3216X7R1H105K
1	Diode, Zener, 12V, 0.15W, SOT - 23	18V	DZ1	ON Semi	BZX84C18LT1G
8	Samtec, 0.2in, Rt - Angle Header		J1, J2, J3, J4, J5, J6, J7, J8	Samtec	FWS - 08 - 02 - T - S - RA
2	Connector, Johnson Jack	Johnson Jack	J11, J12	Tektronix	131503100
1	Transistor, PFET, 30V, 0.6A	RLML5103TRPBF	Q1	International Recifier	IRLML5103TRPB F
1	QPO - 1LZ	QPO - 1LZ	QPO - 1	VICOR	QPO - 1LZ
1	Resistor, 5%, 0.25W, 1206	100	R2	Rohm	MCR18EZPJ101
1	Resistor, 5%, 0.25W, 1206	1.00kΩ	RP	Rohm	MCR18EZHF1001
1	Resistor, 5%, 0.25W, 1206	51.1	RSENSE	Rohm	MCR18EZPF51R1
1	Resistor, 1%, 0.25W, 1206	20kΩ	RSU	Rohm	MCR18EZHF2002

元件安装情况

预装元件

评估板上已经预装了一些元件，这些元件构成了不同的功能电路：

• 远程感应组件：C1、RSENSE
• 启动辅助电路：CSU、RSU、DZ1、R2、Q1
• 峰值检测器：RP
• CESR：CESR

用户自定义元件

还有一些元件需要用户根据实际需求自行确定参数并安装，包括：

• 裕量电阻：RHR（必须安装，以确保正常工作）
• 裕量电容：CHR（可选）
• 斜率调整电阻：RSA（可选）
• SC功能元件：CSC、RSCSET（可选）
• 峰值检测器电容：CP（可选）

功能详细解析

斜率调整功能

该功能允许用户根据通过QPO - 1的电流来调整其两端的电压降（裕量电压），从而在不同的负载电流范围内保持QPO - 1的功率恒定。斜率调整电阻RSA可通过公式 (R{S A}=frac{0.05 V}{A} cdot frac{Delta I{O U T}}{Delta V{H R}} cdot 2.5 k Omega) 计算得到，其中 (Delta I{OUT}) 是负载电流的最大变化量，(Delta V_{HR}) 是负载范围内的裕量电压变化量。若要禁用该功能，可以使用阻值较大（100kΩ 或更大）的电阻，或者直接省略该电阻。

作为工程师，你有没有在实际项目中使用过类似的斜率调整功能呢？它在实际应用中是否能达到预期的效果？

裕量调整功能

RHR电阻用于设置QPO - 1两端期望的电压降，该电压必须大于QPO - 1要滤波的纹波电压，并考虑衰减路径中的电压降。RHR电阻的值可通过公式 (R{H R}=frac{Q P O{OUT } cdot 2.5 k Omega}{V{H R}}) 计算，其中 (QPO{OUT}) 是QPO - 1的输出电压，(V_{HR}) 是目标裕量电压。如果省略该电阻，参考引脚和输入引脚的电压将相同，从而导致输出引脚电压与输入引脚电压相等。

SC功能

SC电路的作用是利用转换器的微调或SC（二次控制）引脚来补偿QPO - 1两端的电压降，以维持QPO - 1输出端的期望电压。RSCSET电阻决定了QPO - 1的SC引脚所提供的电流量，其计算公式为 (R{S C S E T}=frac{R{I N} cdot V{O U T}}{V{R P T}}) 。当使用Vicor的Micro、Mini或Maxi转换器时，(R{IN}=1 k Omega) ，(V{R P T}=1.23 V) 。

远程感应功能

如果转换器具备远程感应引脚，可利用该功能补偿QPO - 1的电压降。评估板上的感应网络可以按照图5所示进行连接。

启动电路

评估板上的启动电路用于在启动时将QPO - 1的参考引脚连接到其输入引脚。从图6的波形可以看出，没有启动电路时，QPO - 1的输入电压可能会超过转换器的标称输出电压，这可能导致转换器故障。而启用启动电路后，(V{REF}) 会跟随 (V{IN}) ，避免了对转换器的过驱动，从而防止故障发生。

峰值检测器

QPO - 1的峰值检测器用于根据转换器纹波的增加来调整裕量电压。输入纹波越大，QPO - 1两端的裕量电压就越大。若要禁用该功能，可以在评估板上添加CP电容，形成一个RC滤波网络，滤除到达峰值检测器的转换器纹波。需要注意的是，RP电阻必须安装，因为峰值检测器会创建内部参考电压轨，该电压轨会被裕量电阻RHR分压。

订购信息

QPO - 1 - EVAL1评估板的载板编号为QPO - 1 - EVAL1，与之兼容的VI Chip® 评估板需单独购买。

在使用评估板进行电源系统设计和测试时，你还遇到过哪些挑战和问题呢？欢迎在评论区分享你的经验和见解。希望以上内容能为你的工作带来一些帮助，让你在电源系统设计的道路上更加得心应手。