UCC28250EVM - 564評(píng)估模塊：打造高效半橋DC - DC轉(zhuǎn)換器的利器

一、引言

在當(dāng)今的電子設(shè)備中，DC - DC轉(zhuǎn)換器扮演著至關(guān)重要的角色，尤其是在電信、服務(wù)器等領(lǐng)域。今天要給大家介紹的是德州儀器（TI）的UCC28250EVM - 564評(píng)估模塊，它旨在幫助工程師們?cè)u(píng)估UCC28250 PWM設(shè)備在DC - DC對(duì)稱半橋轉(zhuǎn)換器拓?fù)渲械男阅?，特別是采用了二次側(cè)控制技術(shù)，這在很多應(yīng)用中都有著獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)。

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二、模塊概述

（一）基本信息

UCC28250EVM - 564是一款100W的對(duì)稱半橋DC - DC轉(zhuǎn)換器，能夠?qū)?6V至75V的直流輸入轉(zhuǎn)換為穩(wěn)定的3.3V輸出，最大負(fù)載電流可達(dá)30A。它主要面向電信模塊設(shè)計(jì)，以48V為標(biāo)稱輸入，其核心的UCC28250 PWM控制器可以用于一次側(cè)控制或二次側(cè)控制，而在這個(gè)評(píng)估模塊中，采用了二次側(cè)控制方式。

（二）典型應(yīng)用

• 電信電源：對(duì)于采用二次側(cè)控制的電信電源來(lái)說(shuō)，這款評(píng)估模塊可以提供穩(wěn)定可靠的電源轉(zhuǎn)換。
• 服務(wù)器系統(tǒng)：為服務(wù)器中的各種組件提供穩(wěn)定的電源支持，確保服務(wù)器的穩(wěn)定運(yùn)行。
• 數(shù)據(jù)通信領(lǐng)域：滿足數(shù)據(jù)通信設(shè)備對(duì)電源的嚴(yán)格要求。
• 各類芯片供電：如DSP、ASIC和FPGA等芯片，該模塊能夠?yàn)樗鼈兲峁┖线m的電源。

  （三）模塊特性

  1. 寬輸入電壓?jiǎn)?dòng)：可從36V至75V的電信輸入電壓?jiǎn)?dòng)，初始需要二次側(cè)外部輔助電源的協(xié)助。
  2. 穩(wěn)定輸出：輸出電壓穩(wěn)定在3.3V，最大負(fù)載電流為30A，并且在空載到滿載、低輸入電壓到高輸入電壓的范圍內(nèi)，都能實(shí)現(xiàn)良好的電壓調(diào)節(jié)。
  3. 平滑啟動(dòng)：即使輸出電壓有高達(dá)90%的預(yù)偏置，也能實(shí)現(xiàn)平滑單調(diào)的輸出電壓開(kāi)啟。
  4. 全面保護(hù)：具備二次側(cè)使能開(kāi)關(guān)功能，采用電壓模式控制和控制驅(qū)動(dòng)同步整流技術(shù)。此外，還有非鎖存輸出過(guò)壓保護(hù)和打嗝式過(guò)流保護(hù)功能，同時(shí)一次側(cè)與二次側(cè)之間具有1500V的電信基本隔離。

三、電氣性能規(guī)格

從這些性能參數(shù)中我們可以看出，UCC28250EVM - 564在輸入輸出范圍、效率以及穩(wěn)定性方面都有著不錯(cuò)的表現(xiàn)。

四、測(cè)試設(shè)置

（一）測(cè)試設(shè)備

• 主電源：使用HP 6015A直流電源。
• 二次側(cè)初始偏置電源：8.0V/0.1A的直流電壓源。
• 萬(wàn)用表：Fluke 45雙顯示萬(wàn)用表。
• 輸出負(fù)載：HP 6060A直流電子負(fù)載。
• 示波器：Tektronix TDS 460A 400MHz。
• 風(fēng)扇：最小200LFM的兼容風(fēng)扇。
• 推薦線規(guī)：輸入電壓連接使用AWG #18線，輸出負(fù)載連接使用AWG #16線。

  （二）測(cè)試點(diǎn)說(shuō)明

  為了便于測(cè)試，模塊上設(shè)置了多個(gè)測(cè)試點(diǎn)，每個(gè)測(cè)試點(diǎn)都有其特定的功能，如下表所示：	測(cè)試點(diǎn)	名稱	描述
  TP1	PGND	輸入電壓負(fù)測(cè)試點(diǎn)，用于效率測(cè)試
  TP2	Vin	輸入電壓正測(cè)試點(diǎn)，用于效率測(cè)試
  TP3	En_ON	板載使能開(kāi)啟，默認(rèn)低電平邏輯，跳線置于右側(cè)
  TP4	VOUT+	輸出電壓正測(cè)試點(diǎn)，用于效率測(cè)試
  TP5	VOUT -	輸出電壓負(fù)測(cè)試點(diǎn)，用于效率測(cè)試
  TP6	VLine	輸入濾波后一次側(cè)正輸入
  TP7	Loop+	反饋回路注入
  TP8	Loop -	反饋回路注入
  TP9	GND	一次側(cè)信號(hào)接地
  TP10	Prebias+	預(yù)偏置輸出正輸入
  TP11	Vo_Ripple	輸出電壓紋波測(cè)試
  J1	INPUT	輸入電壓端子
  J2	OUTPUT	輸出電壓端子
  J3	En_Logic	設(shè)置使能高低電平，默認(rèn)低電平，跳線跨接引腳2至1
  J4	2nd Bias	二次側(cè)初始偏置，8.0V

五、測(cè)試過(guò)程

（一）線電壓/負(fù)載調(diào)節(jié)和效率測(cè)量過(guò)程

1. 驗(yàn)證J3跳線是否跨接引腳2至1。
2. 確認(rèn)開(kāi)關(guān)S1處于位置A。
3. 按圖連接0A至10A量程的電流表A1到直流電源和J1之間。
4. 連接直流電源前，將電源電流限制在最大4A，確保電源初始設(shè)置為0V，然后按圖連接到J1和A1。
5. 將電壓表V1跨接在直流電源兩端。
6. 按圖將負(fù)載Load1連接到J2，并在J1施加輸入電壓前將Load1設(shè)置為恒流模式，吸收0A電流。
7. 將電壓表V2連接到J2。
8. 將8.0V的二次偏置電源連接到J4，并將其電壓調(diào)至8.0V。
9. 開(kāi)啟風(fēng)扇，確保風(fēng)直接吹向評(píng)估模塊。
10. 將直流電源電壓從0V增加到36.0V。
11. 將開(kāi)關(guān)S1撥到位置B。
12. 移除8.0V的二次偏置電源。
13. 測(cè)量VOUT（V2）、IOUT、VIN（V1）和Iin（A1）。
14. 將負(fù)載Load1從0A調(diào)節(jié)到更高值，最大30A。
15. 重復(fù)步驟10。
16. 將輸入電壓增加到不同值，最大75V，并重復(fù)步驟10和11。

    （二）設(shè)備關(guān)機(jī)

17. 將負(fù)載Load1減小到0A。
18. 將開(kāi)關(guān)S1撥到位置A。
19. 將輸入電壓VIN從75.0V減小到0V。
20. 關(guān)閉輸入電源VIN和風(fēng)扇。
21. 關(guān)閉負(fù)載。

（三）操作注意事項(xiàng)

• 該評(píng)估模塊啟動(dòng)依賴外部輔助電源（8.0V/0.1A），啟動(dòng)后可在無(wú)輔助電源下正常運(yùn)行。若移除輔助電源，在使能關(guān)閉后需重新添加才能再次啟動(dòng)。
• 此模塊沒(méi)有線電壓欠壓開(kāi)啟/關(guān)閉功能，務(wù)必按照上述測(cè)試步驟進(jìn)行開(kāi)啟和關(guān)閉操作，否則可能出現(xiàn)異常甚至損壞。
• 在評(píng)估保護(hù)功能（如過(guò)壓保護(hù)和過(guò)流保護(hù)）時(shí)，需保持外部輔助電源連接并設(shè)置為8.0V。

六、性能數(shù)據(jù)和典型特性曲線

文檔中給出了一系列典型性能曲線，包括效率、負(fù)載調(diào)節(jié)、波特圖、開(kāi)啟波形（有無(wú)預(yù)偏置輸出電壓情況）、關(guān)閉波形和輸出紋波等曲線。這些曲線能夠直觀地展示評(píng)估模塊在不同條件下的性能表現(xiàn)，對(duì)于工程師來(lái)說(shuō)是非常重要的參考依據(jù)。通過(guò)分析這些曲線，我們可以更好地了解模塊的工作特性，優(yōu)化設(shè)計(jì)方案。

七、模塊組裝圖和PCB布局

評(píng)估模塊的PCB尺寸為4.0英寸×2.3英寸，采用FR406或兼容材料，四層板結(jié)構(gòu)，每層為2盎司銅。文檔提供了頂層組裝圖、底層組裝圖、頂層銅層、內(nèi)部?jī)蓪雍偷讓鱼~層的布局圖。合理的PCB布局對(duì)于模塊的性能和穩(wěn)定性至關(guān)重要，工程師在設(shè)計(jì)自己的產(chǎn)品時(shí)，可以參考這個(gè)布局，確保電路的可靠性和電磁兼容性。

八、材料清單

文檔詳細(xì)列出了評(píng)估模塊所使用的各種組件，包括電容、電阻、二極管、晶體管、變壓器等，以及它們的型號(hào)、數(shù)量、制造商等信息。這對(duì)于工程師進(jìn)行器件選型、故障排查以及參考設(shè)計(jì)都有很大的幫助。

九、重要注意事項(xiàng)

（一）適用范圍

該評(píng)估模塊僅用于工程開(kāi)發(fā)、演示或評(píng)估目的，并非適合一般消費(fèi)者使用的成品。使用者需要具備電子專業(yè)知識(shí)，遵循良好的工程實(shí)踐標(biāo)準(zhǔn)。

（二）合規(guī)性

此評(píng)估模塊不符合歐盟關(guān)于電磁兼容性、有害物質(zhì)限制（RoHS）、回收（WEEE）、FCC、CE或UL等指令的要求，可能無(wú)法滿足這些指令的技術(shù)要求。

（三）保修和責(zé)任

如果評(píng)估模塊不符合用戶指南中的規(guī)格，可在交付日期起30天內(nèi)退還以獲得全額退款。用戶需承擔(dān)處理和使用產(chǎn)品的全部責(zé)任和風(fēng)險(xiǎn)，并對(duì)TI因產(chǎn)品處理或使用產(chǎn)生的所有索賠進(jìn)行賠償。TI對(duì)產(chǎn)品的應(yīng)用協(xié)助、客戶產(chǎn)品設(shè)計(jì)、軟件性能或?qū)＠謾?quán)等不承擔(dān)責(zé)任。

（四）操作限制

• 必須在輸入電壓36V至75V和輸出電壓3.3V的范圍內(nèi)操作評(píng)估模塊，超出范圍可能導(dǎo)致意外操作或不可逆轉(zhuǎn)的損壞。
• 部分電路組件在正常運(yùn)行時(shí)外殼溫度可能超過(guò)60°C，操作時(shí)需注意測(cè)量探頭靠近這些組件時(shí)的溫度，避免燙傷。

總之，UCC28250EVM - 564評(píng)估模塊為工程師在設(shè)計(jì)半橋DC - DC轉(zhuǎn)換器時(shí)提供了一個(gè)很好的參考和測(cè)試平臺(tái)。通過(guò)對(duì)其性能的評(píng)估和分析，我們可以更好地了解二次側(cè)控制技術(shù)在電源轉(zhuǎn)換中的應(yīng)用，并且能夠根據(jù)實(shí)際需求進(jìn)行針對(duì)性的設(shè)計(jì)優(yōu)化。大家在使用過(guò)程中有沒(méi)有遇到過(guò)什么有趣的問(wèn)題或者獨(dú)特的應(yīng)用場(chǎng)景呢？歡迎在評(píng)論區(qū)分享交流。