XRP7720/7724/7725EVB - DEMO - 1：四通道數字PWM/PFM演示板的技術解析

在電子工程領域，電源管理系統(tǒng)的設計至關重要。今天，我們就來深入探討一下Exar公司的XRP7720/7724/7725EVB - DEMO - 1四通道數字PWM/PFM演示板，看看它在混合信號可編程電源管理系統(tǒng)中能帶來怎樣的新方向。

文件下載：XRP7724EVB-DEMO-2P-KIT.pdf

一、產品概述

XRP7720/7724/7725EVB - DEMO - 1是一個完整的四通道電源系統(tǒng)。它能分別提供3.3V、2.5V、1.5V和1V的電壓輸出，最大負載電流分別為3A、3A、5A和10A。其中，1.5V和1V的電源可以以2.5mV的增量進行調節(jié)，2.5V電源以5mV增量調節(jié)，3.3V電源以10mV增量調節(jié)。每個電源的啟動順序和斜坡速率都可以進行編程，以滿足各種時序要求。所有電源操作都可以通過I2C接口進行控制，同時還能對故障、輸出電壓和電流進行監(jiān)測。此外，該板還提供了兩個GPIO和三個PSIO信號，可進行編程以實現各種功能，未使用的GPIO/PSIO引腳還能作為微控制器的I/O擴展。該板由PowerArchitectTM 5.1支持，可直接插入Exar通信模塊（XRP77xxEVB - XCM）。

二、產品特性

2.1 可編程控制器

采用XRP7720/XRP7724/XRP7725可編程控制器，為電源管理提供了高度的靈活性。

2.2 四通道電源系統(tǒng)

四個通道的設計能夠滿足不同的電源需求，適應多樣化的應用場景。

2.3 寬輸入電壓范圍

輸入電壓范圍為5.5V - 18V，并且電源組件針對12V輸入軌進行了優(yōu)化。當輸入電壓不是12V時，可以使用PowerArchitectTM 5.1來評估系統(tǒng)性能。

2.4 I2C接口

支持I2C接口，可實現編程、監(jiān)測和控制功能。演示板上已經包含了I2C信號的上拉電阻。

三、引腳分配與描述

3.1 XRP7720 - DEV引腳

這里涵蓋了多種功能引腳，比如：

• VCC（41腳）：輸入電壓引腳，需在引腳附近放置去耦電容，該輸入用于欠壓鎖定（UVLO）故障生成。
• DVDD（16腳）：為數字電路提供1.8V電源，需連接到AVDD，并在引腳附近放置去耦電容。
• VCCD1 - 2、VCCD3 - 4（23、34腳）：柵極驅動電源引腳，兩個獨立的柵極驅動電源引腳，其中一個必須連接到LDO5引腳以啟用兩個電源軌。如果有5V開關軌輸出，建議將另一個VCCD引腳連接到該輸出，以提高效率或驅動更大的外部FET；否則，也可連接到LDO5引腳。每個VCCD引腳建議連接一個大于1uF的旁路電容到PAD，并以最短的蝕刻路徑連接到LDO5。

  3.2 XRP7724/XRP7725引腳

  與XRP7720 - DEV引腳有很多相似之處，但也有一些不同，比如新增了LDO3_3（1腳），它是3.3V備用LDO的輸出，是一個微功率LDO，在芯片的其余部分處于關機狀態(tài)時仍可保持工作。還有BFB（42腳），它是來自外部升壓電源產生的15V輸出的輸入，當該引腳電壓低于預定義閾值時，會在低端驅動器上產生一個脈沖，將該輸出充電回原始電平；如果不使用，應將該引腳連接到GND。

四、使用評估板

4.1 輸入電壓范圍

評估板的輸入電壓范圍為5.5V - 18V，電源組件針對12V輸入軌進行了優(yōu)化。當輸入電壓不是12V時，需要使用PowerArchitectTM 5.1評估系統(tǒng)性能。

4.2 I2C接口

控制器采用標準的I2C接口，演示板上包含了I2C信號的上拉電阻。

4.3 操作評估板

評估板可以由交流/直流墻式電源適配器（輸出電壓必須在控制器VCC規(guī)格范圍內，即5.5V - 18V）連接到桶形連接器供電，也可以由測試臺直流電源（電壓必須在5.5V - 18V范圍內）連接到Vin鳳凰連接器供電。

4.4 啟動程序

按照以下步驟進行啟動：

1. 將演示板插入XCM。
2. 加載并運行PowerArchitectTM 5.1軟件。
3. 選擇合適的芯片系列和設備（XRP7720、XRP7724或XRP7725），然后在提示時選擇“Get Started with the EVB - DEMO - 1”選項，點擊“Create”，軟件將自動加載默認配置。
4. 給評估板供電，注意輸入電壓范圍。
5. 打開電源。
6. 將USB電纜插入計算機和XCM板。
7. 在PowerArchitectTM 5.1的工具選項卡中選擇“Boards”，軟件會識別找到XCM板的通信端口，選擇相應端口。此時，軟件將與XCM進行通信。

   4.5 編程配置

   要將配置編程到XRP7720 - DEV/XRP7724/XRP7725，可以在PowerArchitectTM 5.1的工具選項卡中選擇“Program Flash”，點擊“Flash”按鈕，軟件將完成配置加載過程。如果勾選了“Automatically Reset After Flashing”（默認選項），設備將在完成編程后自動復位。

   4.6 調節(jié)功能

   要啟用通道調節(jié)，可以在PowerArchitectTM 5.1的工具選項卡中選擇“Dashboard”，打開Group 1和Group 2。配置將通道1、通道2和LDO3.3*分為Group 1，通道3和通道4分為Group 2。此時，通道將處于調節(jié)狀態(tài)，可通過Vout讀數和調節(jié)指示器進行查看。需要注意的是，LDO3.3在XRP7720EVB - DEMO - 1中不可用。

五、評估板連接與物料清單

5.1 評估板連接

評估板的連接需要注意一些細節(jié)，比如要確保在板上安裝了短接JP1引腳1和2的跳線，否則通道4將無法調節(jié)。

5.2 物料清單

文檔中列出了詳細的物料清單，包括芯片、MOSFET、電感、電容、電阻、連接器等各種元件的型號、制造商和數量。例如，芯片采用Exar Corp.的XRP7720 - DEV /XRP7724/XRP7725，MOSFET使用FAIRCHILD和Vishay Siliconix的產品，電感使用WURTH ELEKTRONIK的產品，電容大多使用MURATA CORP.的產品等。

六、總結與展望

XRP7720/7724/7725EVB - DEMO - 1演示板為電源管理系統(tǒng)的設計提供了一個強大而靈活的解決方案。其豐富的功能和可配置性使得它適用于各種不同的應用場景。在實際設計中，工程師們可以根據具體需求對其進行編程和配置，以實現最佳的電源管理效果。同時，通過對該演示板的學習和研究，我們也能更好地理解混合信號可編程電源管理系統(tǒng)的設計思路和方法。大家在使用過程中有沒有遇到過什么特別的問題呢？歡迎在評論區(qū)分享交流。