Analog Devices Inc（ADI）.是全球领先的半导体公司。其Himalaya系列稳压器IC、电源模块和充电器可实现温度更低、尺寸更小且更简单的电源解决方案。ADI最新推出的MAXM17572是一款高效、同步、Himalaya降压DC-DC电源模块，广泛应用于工业电源、分布式电源调节、FPGA和DSP负载点稳压器、基站负载点稳压器，HVAC和楼宇控制。MAXM17572集成控制器、MOSFET、补偿元件和电感，可在宽输入电压范围内工作。该模块显著降低了设计复杂性和制造风险，并提供了真正的“即插即用”电源解决方案。可以使客户相关产品缩短了上市时间。让人赞叹的是，MAXM17572功能强大，体积却仅仅只有3.5mm*3.5mm*2.3mm，是名符其实的米粒电源。
为了评估MAXM17572性能，ADI最新推出了 MAXM17572 5V输出评估板MAXM17572_EVKIT。 评估板针对5V输出编程，并提供高达1A负载电流1A。可编程开关频率为900kHz，可实现最佳效率 和元件尺寸。该评估板具有可调的输入欠压锁定，可调软启动，开漏复位信号以及外部频率同步。
实物开箱和硬件介绍
拿到手的MAXM17572_EVKIT评估板如图1所示，整个板体由4个绝缘柱支撑。这样设计评估板在放置和拿取的时候更合理，也方便了很多。
图1 整体图
评估板MAXM17572_EVKIT的体积非常小，长宽尺寸只有63mmX63mm。如图2、图3所示，其功能分区大体如下。
图2 顶面布局图
图3 底面布局图
主要性能参数
评估板的评估板MAXM17572_EVKIT主要性能和参数如下所示：
- 7.0V至60V宽输入范围
- 设定5V输出，最高可达1A输出电流
- 高达89.4%效率（VIN = 24V，VOUT = 5V，0.7A时）
- 900kHz切换频率
- 启用/UVLO输入，电阻器可编程的UVLO阈值
- 设定1ms软启动时间
- PWM工作模式
- 开漏复位输出
- 外部频率同步
- 过流和过热保护
- 符合CISPR32（EN55032）B级的传导和辐射发射。
电路图分析
图4 电路图
MAXM17572_EVKIT提供了一个始终通过JU2设置启用或禁用输出的选项。此外，转换器可以在具有适当值R2和R3的期望输入电压下导通。RT/SYNC焊盘提供了一个接口，用于将设备切换与外部时钟同步。额外的RESET焊盘可用于监测输出电压调节状态。在评估套件的底层，包括可选组件的额外封装，以便于对不同输入/输出配置的板进行修改。下面对评估板电路图进行详细分析。
设置开关频率
开关频率的选择必须考虑输入电压范围、所需输出电压、MAXM17572的tON_MIN和环境温度，通过电阻器R1值改变。R1连接在RT/SYNC和SGND引脚之间。电阻值的选择参照MAXM17572的datasheet。评估套件为了获得最佳性能，5V输出选择900kHz的开关频率，R1值选择21.5kΩ。
输出电容器选择
X7R陶瓷输出电容器是优选的，因为它们在工业应用中对温度的稳定性。电容值的选择参照MAXM17572的datasheet。该评估套件的输出电容器（C13）选择为22μF/25V。
调整输出电压
MAXM17572支持从0.9V到12V的可调输出电压范围。要对不同的输出电压进行编程，请根据MAXM17572 datasheet中的信息，使用连接在OUT、FB和GND之间的适当反馈电阻分压器。评估套件的R7和R8对应于MAXM17572 datasheet中的RU和RB。
软启动编程
MAXM17572提供可调节的软启动功能，以限制启动期间的涌入电流。从SS引脚连接到SGND的电容器对软启动时间进行编程。
软启动时间（tSS）通过以下等式与连接在SS（C11）处的电容器相关：
C11=5.55 * 10-6 * tSS
该评估板的软启动时间为1ms，C11=5.6nF。
启用/欠压锁定（EN/UVLO）编程
评估套件包括一个由R2和R3组成的电阻分压器，从VIN连接到SGND，以在所需的输入电压（VINU）下打开设备。R2选择为3.3MΩ。通过调整R3，使用以下等式对输入电压开启阈值电平进行编程。
其中R3的单位为MΩ。
对于MAXM17572在7V输入时导通，电阻器（R3）计算为698kΩ。
外部时钟同步（RT/SYNC）
评估套件包括RT/SYNC焊盘，用于施加外部时钟信号以与内部振荡器同步。应用的外部同步时钟频率必须在1.1*fSW和1.4*fSW之间，其中fSW是评估套件的R1电阻器编程的频率。
EXTVCC线性稳压器
评估套件提供跳线JU1，通过EXTVCC功能从VOUT向VCC供电。用EXTVCC自举VCC提高了在较高输入电压下的效率。如果输出电压大于4.7V（典型值），使用JU1将OUT端子连接到EXTVCC。
电磁干扰（EMI）
符合传导发射（CE）标准要求在开关电源转换器的输入端安装EMI滤波器。EMI滤波器衰减由开关功率转换器汲取的高频电流，并限制注入输入电源的噪声。
MAXM17572 评估套件PCB在底部有指定的封装，用于放置EMI滤波器组件。
热插拔和长输入电缆
评估套件PCB在输入端子处提供电解电容器（C2，22µF/100V）。当直流输入源通过长输入电缆热插拔至评估套件输入端子时，该输入电容器限制了MAXM17572电源模块输入端的峰值电压。
电解电容器的等效串联电阻（ESR）抑制了由长输入电缆的电感和功率模块输入处的陶瓷电容器的相互作用引起的振荡。
相关资料
核心器件
MAXM17572位评估板核心器件，采用峰值电流模式控制架构。具体性能如下：
易于使用
- 宽输入电压范围：4.5V 至 60V
- 输出可在 0.9V 至 12V 范围内调整
- 反馈精度为 ±1.2%
- 高达 1A 输出电流
- 内部控制环路补偿
- 全陶瓷电容器
灵活的设计
- PWM 工作模式
- 具有外部频率同步功能的可调频率（400kHz 至 2.2MHz）
- 可编程软启动
- 开漏电源正常输出（R(--)E(--)S(--)E(--)T(--)引脚）
- 可编程 EN/UVLO 阈值
- 用于提高效率的辅助自举电源 (EXTVCC)
稳健的运行能力
- 过温保护
- 中断过流保护
- 高工业环境工作温度范围（-40°C 至 +125°C）/结温范围（-40°C 至 +150°C）
稳定可靠
- 符合 CISPR32 (EN55032) B 类传导和辐射发射要求。
官网资料
ADI官网上有MAXM17572模块的数据手册、评估套件、参考资料等信息，通过学习这些资料可以更全面的了解芯片功能和性能，助力研发工作。
图5 官网资料
上电实验
上电实验用到的设备如图6所示：
- MAXM17572_EVKIT评估板
- 可调直流电源
- 电子负载
- 交流电插排
图6实验设备
实验为测评估板电压输出，并计算电源的负载调整率。在实验之前先搭建实验平台。
1） 将输入电源的电压设置在7.0V和60V之间。此实验选为24V。
2） 将电源的正极端子连接到VIN_EMI焊盘，将负极端子连接到最近的GND焊盘。将1.0A电阻负载的正极端子连接到VOUT焊盘，将负极端子连接到最近的GND焊盘。
3） 验证分流器是否安装在跳线JU1的引脚1-2上。
4） 确认跳线JU2上未安装分流器。
实验平台搭建好后，打开输入电源，启用加载。步骤如下：
1. 打开电子负载，按照评估板额定功率的0%、20%、40%、60%、80%、100%的顺序加载。并记录输出电压值。
2. 利用记录数据计算MAXM17572的负载调整率。
经过整理计算得到表3。可以通过表3了解该评估板的输出和负载调整率。
表3：
从表格中可以看出，MAXM17572虽然体积小，但电压输出精度很高，负载调整能力很强。
小结
通过开箱观察和资料学习，我们了解了MAXM17572的主要参数、工作原理、板面布局，以及核心器件的参数。通过上电实验，我们了解了MAXM17572的电压输出和负载调整率等电气特性。
综合以上对评估板MAXM17572_EVKIT的测评，可以推出核心器件MAXM17572虽然小如米粒，但性能及其优异。
阅读全文