UCC28250EVM - 564評估模塊：打造高效半橋DC - DC轉換器的利器

一、引言

在當今的電子設備中，DC - DC轉換器扮演著至關重要的角色，尤其是在電信、服務器等領域。今天要給大家介紹的是德州儀器（TI）的UCC28250EVM - 564評估模塊，它旨在幫助工程師們評估UCC28250 PWM設備在DC - DC對稱半橋轉換器拓撲中的性能，特別是采用了二次側控制技術，這在很多應用中都有著獨特的優(yōu)勢。

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二、模塊概述

（一）基本信息

UCC28250EVM - 564是一款100W的對稱半橋DC - DC轉換器，能夠將36V至75V的直流輸入轉換為穩(wěn)定的3.3V輸出，最大負載電流可達30A。它主要面向電信模塊設計，以48V為標稱輸入，其核心的UCC28250 PWM控制器可以用于一次側控制或二次側控制，而在這個評估模塊中，采用了二次側控制方式。

（二）典型應用

• 電信電源：對于采用二次側控制的電信電源來說，這款評估模塊可以提供穩(wěn)定可靠的電源轉換。
• 服務器系統(tǒng)：為服務器中的各種組件提供穩(wěn)定的電源支持，確保服務器的穩(wěn)定運行。
• 數(shù)據(jù)通信領域：滿足數(shù)據(jù)通信設備對電源的嚴格要求。
• 各類芯片供電：如DSP、ASIC和FPGA等芯片，該模塊能夠為它們提供合適的電源。

  （三）模塊特性

  1. 寬輸入電壓啟動：可從36V至75V的電信輸入電壓啟動，初始需要二次側外部輔助電源的協(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)，都能實現(xiàn)良好的電壓調(diào)節(jié)。
  3. 平滑啟動：即使輸出電壓有高達90%的預偏置，也能實現(xiàn)平滑單調(diào)的輸出電壓開啟。
  4. 全面保護：具備二次側使能開關功能，采用電壓模式控制和控制驅動同步整流技術。此外，還有非鎖存輸出過壓保護和打嗝式過流保護功能，同時一次側與二次側之間具有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的表現(xiàn)。

四、測試設置

（一）測試設備

• 主電源：使用HP 6015A直流電源。
• 二次側初始偏置電源：8.0V/0.1A的直流電壓源。
• 萬用表：Fluke 45雙顯示萬用表。
• 輸出負載：HP 6060A直流電子負載。
• 示波器：Tektronix TDS 460A 400MHz。
• 風扇：最小200LFM的兼容風扇。
• 推薦線規(guī)：輸入電壓連接使用AWG #18線，輸出負載連接使用AWG #16線。

  （二）測試點說明

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

五、測試過程

（一）線電壓/負載調(diào)節(jié)和效率測量過程

1. 驗證J3跳線是否跨接引腳2至1。
2. 確認開關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. 按圖將負載Load1連接到J2，并在J1施加輸入電壓前將Load1設置為恒流模式，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. 開啟風扇，確保風直接吹向評估模塊。
10. 將直流電源電壓從0V增加到36.0V。
11. 將開關S1撥到位置B。
12. 移除8.0V的二次偏置電源。
13. 測量VOUT（V2）、IOUT、VIN（V1）和Iin（A1）。
14. 將負載Load1從0A調(diào)節(jié)到更高值，最大30A。
15. 重復步驟10。
16. 將輸入電壓增加到不同值，最大75V，并重復步驟10和11。

    （二）設備關機

17. 將負載Load1減小到0A。
18. 將開關S1撥到位置A。
19. 將輸入電壓VIN從75.0V減小到0V。
20. 關閉輸入電源VIN和風扇。
21. 關閉負載。

（三）操作注意事項

• 該評估模塊啟動依賴外部輔助電源（8.0V/0.1A），啟動后可在無輔助電源下正常運行。若移除輔助電源，在使能關閉后需重新添加才能再次啟動。
• 此模塊沒有線電壓欠壓開啟/關閉功能，務必按照上述測試步驟進行開啟和關閉操作，否則可能出現(xiàn)異常甚至損壞。
• 在評估保護功能（如過壓保護和過流保護）時，需保持外部輔助電源連接并設置為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、負載調(diào)節(jié)、波特圖、開啟波形（有無預偏置輸出電壓情況）、關閉波形和輸出紋波等曲線。這些曲線能夠直觀地展示評估模塊在不同條件下的性能表現(xiàn)，對于工程師來說是非常重要的參考依據(jù)。通過分析這些曲線，我們可以更好地了解模塊的工作特性，優(yōu)化設計方案。

七、模塊組裝圖和PCB布局

評估模塊的PCB尺寸為4.0英寸×2.3英寸，采用FR406或兼容材料，四層板結構，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)部兩層和底層銅層的布局圖。合理的PCB布局對于模塊的性能和穩(wěn)定性至關重要，工程師在設計自己的產(chǎn)品時，可以參考這個布局，確保電路的可靠性和電磁兼容性。

八、材料清單

文檔詳細列出了評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、數(shù)量、制造商等信息。這對于工程師進行器件選型、故障排查以及參考設計都有很大的幫助。

九、重要注意事項

（一）適用范圍

該評估模塊僅用于工程開發(fā)、演示或評估目的，并非適合一般消費者使用的成品。使用者需要具備電子專業(yè)知識，遵循良好的工程實踐標準。

（二）合規(guī)性

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

（三）保修和責任

如果評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。用戶需承擔處理和使用產(chǎn)品的全部責任和風險，并對TI因產(chǎn)品處理或使用產(chǎn)生的所有索賠進行賠償。TI對產(chǎn)品的應用協(xié)助、客戶產(chǎn)品設計、軟件性能或專利侵權等不承擔責任。

（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)操作評估模塊，超出范圍可能導致意外操作或不可逆轉的損壞。
• 部分電路組件在正常運行時外殼溫度可能超過60°C，操作時需注意測量探頭靠近這些組件時的溫度，避免燙傷。

總之，UCC28250EVM - 564評估模塊為工程師在設計半橋DC - DC轉換器時提供了一個很好的參考和測試平臺。通過對其性能的評估和分析，我們可以更好地了解二次側控制技術在電源轉換中的應用，并且能夠根據(jù)實際需求進行針對性的設計優(yōu)化。大家在使用過程中有沒有遇到過什么有趣的問題或者獨特的應用場景呢？歡迎在評論區(qū)分享交流。