模擬控制DCM3623和DCM4623 ChiP?評估板使用指南

在電子工程領(lǐng)域，對于DC - DC轉(zhuǎn)換器的評估和測試是非常重要的環(huán)節(jié)。今天我們就來詳細介紹一下模擬控制DCM3623和DCM4623 ChiP評估板，它能幫助我們更好地了解和評估DCM系列隔離式DC - DC轉(zhuǎn)換器。

文件下載：DCD24AP050T180A50.pdf

1. 評估板概述

1.1 適用范圍

該評估板設(shè)計用于DCM系列隔離式DC - DC轉(zhuǎn)換器。其中，DCM3623板用于模擬控制、低輸入電壓的DCM3623 ChiP產(chǎn)品；DCM4623板用于模擬控制、高輸入電壓（離線）的DCM4623 ChiP產(chǎn)品。

1.2 功能配置

評估板可根據(jù)應(yīng)用需求進行各種啟用和故障監(jiān)控方案的配置，以及不同的微調(diào)模式操作。它既可以單獨配置使用，也能作為模塊陣列使用。

啟用選項

• 板載機械開關(guān)（默認）
• 外部控制

微調(diào)選項

• 固定微調(diào)操作（默認）：初始啟動時，TR引腳允許浮空，DCM禁用輸出微調(diào)，輸出微調(diào)被編程為標稱額定輸出電壓 (Vout) 。
• 可變微調(diào)操作，板載可變電阻：微調(diào)引腳電壓是比例式的，通過一個變阻器與DCM內(nèi)部連接到VCC的上拉電阻配合工作。
• 可變微調(diào)操作，板外控制：微調(diào)引腳電壓通過外部編程控制，該控制參考系統(tǒng)中每個特定DCM的–IN端。

故障監(jiān)控選項

• 板載LED：FT引腳驅(qū)動可見LED，用于直觀反饋故障狀態(tài)。
• 板載光耦合器：FT引腳驅(qū)動板載光耦合器，將故障狀態(tài)跨越一次 - 二次隔離邊界。

2. 評估板內(nèi)容與特性

2.1 內(nèi)容清單

• 1塊DCM評估板
• 1套頂部和底部散熱片組件（預裝）
• 1套硬件套件

2.2 特性

• 輸入輸出連接：提供輸入和輸出接線片，用于電源和負載連接。
• 輸入保護：配備適當額定值的輸入保險絲。
• 輸入濾波：基本輸入濾波，包括用于添加通孔輸入鋁電解電容器的插座，以實現(xiàn)額外的電源去耦。不過要注意，評估板上的濾波僅用于演示目的，可能并非所有應(yīng)用的最佳解決方案。對于并聯(lián)陣列應(yīng)用的最佳濾波器設(shè)計，可參考使用中的DCM數(shù)據(jù)手冊和在線濾波器設(shè)計工具（https://app2.vicorpower.com/filterDesign/intiFilter.do ）。
• 輸出濾波：基本輸出濾波，包含用于添加通孔輸出鋁電解電容器的插座。
• 啟用開關(guān)：通過撥動開關(guān)經(jīng)ENABLE引腳啟用和禁用DCM。
• 微調(diào)控制：有多種微調(diào)控制選項，包括使用電位器、外部電壓源，或打開以禁用微調(diào)并鎖定模型標稱微調(diào)條件。
• 電流測量：可將輸入和輸出差模電感替換為線環(huán)，用于基于示波器/分流器的電流測量。
• 電壓測量：配備示波器探頭插孔，用于精確的高頻輸出電壓測量。
• 并聯(lián)連接：提供雙并聯(lián)連接器，用于ENABLE、TRIM、FAULT和SGND信號連接，以便在陣列中與其他DCM評估板進行菊花鏈控制。
• 測試點：為所有電源引腳提供開爾文電壓測試點。
• 散熱組件：配備DCM的頂部和底部散熱片組件。

3. 評估板詳細描述

3.1 通用組件

• DCM（PS01）：核心的DC - DC轉(zhuǎn)換器模塊。
• 輸入接線片：尺寸適合#10硬件，用于連接輸入電源。需注意該板不包含反極性保護，在通電前要檢查極性。
• 輸入保險絲（F01和F02）：根據(jù)板上DCM型號適當額定。
• 輸入濾波器：由陶瓷輸入電容器（C15 - C22）、濾波電感（L01）和阻尼電阻（R08）組成，提供輸入濾波。插座（H01 - H02，H03 - H04）可方便安裝鋁電解輸入電容器，DCM3623板還增加了H09 - H10用于額外的輸入旁路。
• 啟用/禁用開關(guān)（SW01）：當執(zhí)行器處于板上“ON”文本上方位置時，ENABLE引腳打開，DCM啟用；處于“OFF”文本下方位置時，ENABLE引腳連接到SGND，DCM禁用。當開關(guān)SW01處于“ON”位置時，外部電壓源可控制ENABLE狀態(tài)。
• 微調(diào)控制跳線（J09）：可選擇通過板載微調(diào)變阻器或外部電壓源啟用微調(diào)功能，以設(shè)置DCM編程的微調(diào)值。
• 輸出接線片：尺寸適合#10硬件，用于將輸出直接連接到負載。
• 輸出示波器探頭插孔（J01）：用于精確測量輸出電壓（如紋波），該插孔與許多常見的無源電壓探頭型號直接兼容。插入探頭時要注意移除接地引線和絕緣套筒，確保探頭尖端位于插孔中心插座。為避免意外短路，不要在通電時進行安裝。
• 輸出濾波器：由輸出電容器（C201）、濾波電感（L02）、阻尼電阻（R16 - R17）和陶瓷輸出電容器（C02 - C05）組成，提供輸出濾波。插座H05 - H06和H03 - H04可方便安裝鋁電解輸出電容器。
• 高端電流感測線環(huán)：通過移除相關(guān)電感和阻尼電阻，所有輸入或輸出電流可通過線環(huán)或與示波器電流探頭配合使用。線環(huán)安裝在適用電感位置附近的大鍍通孔對處。
• 雙并聯(lián)線 - 板連接器（J02和J03）：用于在并聯(lián)操作期間跨板組件傳輸控制信號及其參考（ENABLE、SHARE、FAULT和SGND）。該連接器樣式簡單，使用18 - 24AWG實心線，插入后彈簧加載的倒鉤可固定電線，無需焊接。若要釋放電線，可將薄刀片工具（如AVX 06 - 9276 - 7001 - 01 - 000或類似工具）插入每個電線入口點上方的插槽。

3.2 測試點描述

測試節(jié)點有標簽，并包含用于連接微型探頭、夾子或鉤子的SMT測試點。分為一次側(cè)參考測試點和二次側(cè)參考測試點，分別用于測量輸入電壓、ENABLE信號、TRIM信號、FAULT信號等，為我們提供了全面的測試接口。

3.3 原理圖、裝配圖和物料清單

文檔中提供了DCM3623和DCM4623評估板的原理圖、裝配圖，以及詳細的物料清單。物料清單包含了通用組件、特定于低電壓DCM3623評估板的組件、100V DCM3623評估板的組件、所有DCM4623評估板的組件，以及特定于DCM型號的組件等信息，方便我們進行元器件的選型和替換。

4. 推薦測試設(shè)備

• 安全眼鏡
• DC電源：參考特定DCM型號數(shù)據(jù)手冊，確保電源有足夠的功率和電流能力，特別是在低電壓時，以滿足DCM啟動時的浪涌電流需求。
• 電子負載：參考特定DCM型號數(shù)據(jù)手冊，確保負載有足夠的功率處理和電流能力用于測試。
• 冷卻風扇
• 數(shù)字萬用表（DMMs）
• 示波器和探頭
• 函數(shù)發(fā)生器
• 輔助工作臺電壓源（可選，用于二次側(cè)故障監(jiān)控光耦合器的偏置）
• 互連電線、電纜和緊固硬件
• 校準的輸入和輸出分流器，額定值適當
• 用于從并聯(lián)連接器中取出電線的薄刀片工具（AVX 06 - 9276 - 7001 - 01 - 000或類似工具）

5. 基本連接與操作

5.1 基本連接

• 確認工作臺設(shè)備已斷電。
• 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。
• 將評估板的CHASSIS_GROUND接線片連接到安全的“綠線”接地。
• 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。
• 引導冷卻風扇的氣流通過DCM散熱片鰭片。
• 準備好最新的DCM數(shù)據(jù)手冊以供參考。

5.2 操作細節(jié)

啟用控制

SW01用于控制啟用?！癘FF”位置時，開關(guān)將SG連接到EN網(wǎng)絡(luò)，禁用DCM；“ON”位置時，SG與EN網(wǎng)絡(luò)斷開。可使用PRI_EN測試點進行外部連接到EN，此時SW01應(yīng)設(shè)置為“ON”以允許外部控制。J02和J03并聯(lián)連接器可用于跨不同板連接EN網(wǎng)絡(luò)，要啟用并聯(lián)陣列中的DCM，所有板的SW01都應(yīng)設(shè)置為“ON”，以避免將EN節(jié)點拉低。

微調(diào)控制

跳線塊J09用于配置微調(diào)。無跳線安裝時，微調(diào)電位器和外部微調(diào)控制測試點都不連接到TR網(wǎng)絡(luò)，但并聯(lián)連接器始終連接到TR網(wǎng)絡(luò)?？鏙09.1和J09.2加載跳線時，微調(diào)電位器R26作為變阻器連接在TR節(jié)點和SG之間；跨J09.3和J09.4加載跳線時，外部微調(diào)測試點連接到TR節(jié)點。DCM內(nèi)部有一個上拉電阻連接到VCC（標稱3.3V），當 (VIN) 施加到DCM時，它會采樣TR節(jié)點電壓。若TR節(jié)點拉高到VCC，只要有輸入電源，DCM就會禁用微調(diào)，編程的微調(diào)條件將是DCM型號的標稱額定 (Vout) ；若TR節(jié)點在 (VIN) 施加時不允許拉高到VCC，則只要DCM有輸入電源，微調(diào)就會啟用。在使用J02和J03并聯(lián)連接器的并聯(lián)設(shè)置中，除頂部板外，所有板的J09微調(diào)跳線選擇塊應(yīng)打開。

故障監(jiān)控

跳線塊J10用于配置如何監(jiān)控FT節(jié)點。無跳線安裝時，可見LED和光耦合器都不連接到FT網(wǎng)絡(luò)，但并聯(lián)連接器始終連接到FT網(wǎng)絡(luò)?？鏙10.3和J10.4加載跳線時，D01處的可見LED及其偏置電阻網(wǎng)絡(luò)R09和R32連接到FT節(jié)點；跨J10.1和J10.2加載跳線時，M02處的光耦合器及其偏置電阻網(wǎng)絡(luò)R21和R22連接到FT節(jié)點。DCM的FT輸出可直接與陣列中其他DCM的FT輸出并聯(lián)，陣列中的FT節(jié)點形成“線或”邏輯，任何DCM都可將FT節(jié)點拉高。要注意避免FT引腳過載，不要同時配置J10使用LED和光耦合器指示器。在使用光耦合器時，需要在“+5V”和“SEC_SG”測試點之間連接一個5V工作臺電源，以便將FT節(jié)點的狀態(tài)傳輸?shù)紻CM隔離邊界的二次側(cè)。

5.3 底盤接地

DCM的散熱片組件連接到板的CHASSIS_GND節(jié)點，以及DCM每個電源連接的Y電容。需要將CHASSIS_GND接線片連接到接地。

5.4 并聯(lián)操作

多個DCM的并聯(lián)和共享性能可通過堆疊多個評估板并使用支座互連輸入和輸出，形成并聯(lián)陣列來輕松演示。DCM使用負負載線在陣列中實現(xiàn)無線下垂共享。陣列中的每個DCM的操作方式與獨立單元相同。在微調(diào)條件相等的情況下，負載可在多個DCM之間有效共享。若微調(diào)條件不匹配，在輕到中等負載條件下，負載不會平均分配。隨著負載增加，一個或多個DCM（從編程輸出微調(diào)電壓最高的開始）將進入電流限制，其對總輸出電流的貢獻將達到穩(wěn)定值。只要負載不超過DCM陣列的最大負載額定值，輸出電壓將由仍處于恒壓模式的任何剩余DCM繼續(xù)調(diào)節(jié)。

在并聯(lián)陣列中，所有DCM必須是相同型號。板應(yīng)使用金屬支座在+IN和–IN接線片、+OUT和–OUT接線片以及CHASSIS_GND接線片處進行物理堆疊，這樣也能實現(xiàn)這些節(jié)點的電氣連接，以便對系統(tǒng)進行單電源、單負載和接地連接。若使用并聯(lián)連接器，或EN、TR或FT引腳以任何方式互連，則–IN接線片必須連接在一起。但如果所有DCM的所有控制信號完全相互隔離，則+IN和–IN接線片在評估板之間可以保持獨立，DCM可以使用完全獨立的輸入電源運行。支座長度要足夠，以避免板之間接觸，并允許氣流流向系統(tǒng)中的所有DCM。若需要協(xié)調(diào)啟用控制、微調(diào)或故障監(jiān)控，可使用并聯(lián)連接器J09和J10輕松互連跨板的PRI_FT、PRI_EN、PRI_TR_和PRI_FT節(jié)點。

通過以上對模擬控制DCM3623和DCM4623 ChiP評估板的詳細介紹，相信大家對該評估板有了更深入的了解。在實際應(yīng)用中，我們可以根據(jù)具體需求進行靈活配置和操作，以實現(xiàn)對DCM系列DC - DC轉(zhuǎn)換器的有效評估和測試。大家在使用過程中遇到過哪些問題呢？歡迎在評論區(qū)分享交流。