6123 ChiP? BCM? 總線轉(zhuǎn)換器評估板使用指南

在電子設(shè)計領(lǐng)域，電源模塊的評估和測試至關(guān)重要。今天我們就來深入了解一下 6123 ChiP? BCM? 總線轉(zhuǎn)換器評估板，它為我們評估 BCM 系列隔離式 DC - DC 總線轉(zhuǎn)換器提供了一個便捷的平臺。

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評估板概述

6123 轉(zhuǎn)換器封裝在一個模塊（ChiP）總線轉(zhuǎn)換器模塊（BCM）評估板中，該評估板適用于模擬控制和數(shù)字控制的 BCM 產(chǎn)品。本文主要聚焦于模擬控制版本的 BCM 評估。評估板可以根據(jù)應用需求配置各種啟用和故障監(jiān)測方案，還能在不同負載條件下進行測試，既可以單獨使用，也能以模塊陣列的形式使用。不過要注意，BCM 的快速響應可能會暴露出電源、負載和相關(guān)布線的局限性，所以要盡量減小電源和負載的雜散阻抗。

啟用與故障監(jiān)測選項

啟用選項

1. 默認方式：施加高于 BCM 欠壓鎖定的輸入電壓。
2. 板載機械開關(guān)：通過操作板載開關(guān)來控制 BCM 的啟用和禁用。
3. 外部控制：使用可用的測試點進行外部控制。

故障監(jiān)測選項

板載 LED：VAUX 引腳驅(qū)動一個可見 LED，用于直觀反饋 BCM 的狀態(tài)，如啟用或故障情況。

評估板內(nèi)容與特點

評估板內(nèi)容

評估板包含以下物品：

• 1 塊 BCM 評估板
• 1 個預安裝的頂部散熱器，適當時還包括 ChiP? 底部散熱器
• 1 套硬件套件，其中有 1 個通孔鋁電解輸出電容器（C121）、3 個 8 位連接器插座、2 個 2 位連接器插座以及 5 個 10 號螺絲、接線片和墊圈。

評估板特點

• 輸入輸出接線片：方便連接電源和負載。
• 輸入保險絲：具有適當?shù)念~定值。
• 輸入鋁電解電容器：用于額外的電源去耦。
• 基本輸出濾波布局：包括用于添加通孔輸出鋁電解電容器的插座。
• 撥動開關(guān)：通過使能（EN）引腳啟用和禁用 BCM。
• 示波器探頭插孔：用于精確的高頻輸出電壓測量。
• 信號連接器：提供 BCM 信號引腳（TM、EN 和 VAUX）以及溫度監(jiān)測濾波信號的連接。
• 開爾文電壓測試點：用于所有電源引腳的精確電壓測量。
• 散熱器組件：適當時為 BCM 提供頂部和底部散熱。

評估板詳細描述

通用組件

1. BCM（PS01）：核心的總線轉(zhuǎn)換器模塊。
2. 輸入接線片：尺寸適合 10 號硬件，用于連接輸入電源。注意該板沒有反極性保護，在通電前要檢查極性。同時，電源的噪聲和電壓降會在總線轉(zhuǎn)換器輸出端按變比（K）放大。
3. 輸入保險絲（F101 & F102）：根據(jù)安裝的 BCM 型號適當額定，主要不是為了保護模塊。
4. 輸入濾波：采用鋁電解輸入電容器（C101）。
5. 啟用/禁用開關(guān)（SW101）：開關(guān)位置不同，BCM 的狀態(tài)也不同。向上為“ON”，EN 引腳開路，BCM 啟用；向下為“OFF”，EN 引腳連接到（–IN）引腳，BCM 禁用?！癘N”時，外部電壓源可控制 EN 引腳狀態(tài)。
6. 信號連接器（J102）：提供對總線轉(zhuǎn)換器信號引腳（TM、EN 和 VAUX）以及（TM_DC）外部濾波信號的訪問。
   • 溫度監(jiān)測（TM）：BCM（TM）引腳輸出 250kHz 的 PWM 信號，推薦使用 1kΩ 和 10nF 的低通濾波解決方案。
   • 使能控制（EN）：將 BCM（EN）引腳連接到（–IN）會禁用模塊，SW101 可用于關(guān)閉電源并禁用模塊。EN 引腳內(nèi)部上拉，該連接器可用于在陣列中連接 EN 引腳以實現(xiàn)同步啟動。
   • 輔助電壓源（VAUX）：可作為故障標志，故障時內(nèi)部驅(qū)動為低電平，也可作為準備好處理全功率的標志，還可在正常操作時作為最大負載 4mA 的輔助電源。
7. 輸出接線片：尺寸適合 10 號硬件，用于直接連接負載。
8. 輸出示波器探頭插孔（J101）：用于精確測量輸出電壓（如紋波），與許多常見的無源電壓探頭型號直接兼容。
9. 輸出濾波器：包括 10 個 1206 封裝的輸出陶瓷電容器（C103 - C120），以及可用于輕松安裝鋁電解輸出電容器的插座（C121）。
10. 隔離屏障：R106、R107、R108 采用 2010 封裝，其布局可用于短路隔離屏障或使用電容器提供額外的交流路徑。

測試點描述

評估板上的測試節(jié)點有明確的標簽，包括用于連接微型探頭、夾子或鉤子的 SMT 測試點。

• 初級參考測試點：如 +V IN 、–V IN 用于測量 BCM 模塊的輸入電壓；EN 用于測量 BCM EN 引腳相對于 –V IN 的電壓等。
• 次級參考測試點：+V OUT 、–V OUT 用于測量 BCM 模塊的輸出電壓。

物料清單

文檔詳細列出了所有 6123 BCM? 評估板的設(shè)計特定組件，包括電容器、二極管、保險絲、連接器等，并且針對不同的 BCM 型號有具體的組件差異。

推薦測試設(shè)備

為了對評估板進行有效的測試，需要以下設(shè)備：

1. 安全眼鏡
2. DC 電源：根據(jù)具體 BCM 型號的數(shù)據(jù)表確保電源有足夠的功率和電流能力。
3. 電子負載：確保負載有足夠的功率處理和電流能力用于測試。
4. 冷卻風扇
5. 數(shù)字萬用表（DMMs）
6. 示波器和探頭
7. 互連電線、電纜和緊固硬件

基本連接與操作細節(jié)

基本連接

1. 確認實驗臺設(shè)備已斷電。
2. 將輸入 DC 電源的正極連接到評估板的 +IN 輸入接線片，負極連接到 –IN 輸入接線片。
3. 將評估板的 CHASSIS_GND 接線片連接到安全接地。
4. 將評估板的 +OUT 接線片連接到電子負載的正輸入，–OUT 接線片連接到電子負載的負輸入。
5. 驗證連接的極性是否正確。
6. 驗證 SW101 的期望位置。
7. 使冷卻風扇的氣流通過 BCM? 散熱器鰭片。
8. 準備好最新的 BCM 數(shù)據(jù)表以供參考。

操作細節(jié)

• 使能控制：SW01 可控制 BCM 的啟用?！癘FF”位置時，開關(guān)將 –IN 引腳連接到 EN 網(wǎng)絡(luò)，禁用 BCM；“ON”位置時，EN 網(wǎng)絡(luò)浮空，允許使用 EN 測試點進行外部連接。
• 并行連接：J102 并行連接器可用于跨不同電路板連接 EN 網(wǎng)絡(luò)。要啟用并行陣列中的 BCM，所有電路板的 SW01 都應設(shè)置為“ON”。
• 散熱器連接：BCM 的散熱器組件連接到 CHASSIS_GND 接線片，為了安全，需要將 CHASSIS_GND 接線片連接到接地。
• LED 指示：D101 處的可見 LED 及其偏置電阻網(wǎng)絡(luò)（R102 & R105）連接到 VAUX 引腳，當 VAUX 為高電平時，LED 亮起，表示 BCM 準備好處理全功率。
• 電源啟用：必須施加高于欠壓鎖定的初級輸入電壓才能啟用 BCM 電源。

熱考慮因素

評估板為 PCB#42143 配備了預安裝的 11mm 雙面散熱器組件，為 PCB#42030 配備了 27mm 頂部散熱器。在負載運行時，需要一個風扇吹過評估板和散熱器組件，風扇應放置在距離評估板約四英寸處，面向輸出電壓側(cè)，推薦使用提供約 1000LFM 的臺式風扇。同時，使用提供的橡膠腳將電路板抬高約 0.4 英寸，以實現(xiàn) PCB 下方的空氣流通。此外，42676 散熱器（ChiP?）的 PCB 頂層需要與散熱器具有相同的電位，以實現(xiàn)熱量從 ChiP 底部和引腳傳遞到散熱器，并且在 ChiP 的頂部和底部表面以及散熱器與 PCB 接觸的擴展表面都需要涂抹 CHOMERICS GEL - 8010。

并行使用

多個 BCM 的并行和負載共享性能可以通過堆疊多個評估板并使用支柱互連輸入和輸出來輕松演示，形成一個并行陣列。陣列中的每個 BCM 與單獨使用時的操作方式相同，在阻抗相等的情況下，負載可以有效地在多個 BCM 之間共享。在并行使用時，需要注意以下幾點：

1. 并行陣列中的所有 BCM 必須是相同的型號。
2. 使用金屬支柱在 +IN & –IN 接線片、+OUT & –OUT 接線片和 CHASSIS_GND 接線片處堆疊電路板，同時實現(xiàn)這些節(jié)點的電氣連接。
3. 并行陣列中的 +IN 接線片需要連接在一起。支柱的長度要足夠，以避免電路板之間的接觸，并允許氣流通過系統(tǒng)中的所有 BCM。
4. 如果需要協(xié)調(diào)使能控制，可以使用并行連接器（J102）輕松互連 EN 引腳。并行連接器插座（J102）可接受 26 - 22AWG（0.12 - 0.3 (mm^{2})）的電線。

你在使用 6123 ChiP? BCM? 總線轉(zhuǎn)換器評估板的過程中遇到過哪些問題呢？或者對于評估板的設(shè)計和使用，你有什么獨特的見解嗎？歡迎在評論區(qū)分享。