數(shù)字電源管理芯片ZL2105的性能及性能測試設(shè)計(jì)

Zilker Labs的ZL2105新型數(shù)字DC/DC轉(zhuǎn)換器電源管理芯片通過數(shù)字實(shí)施的監(jiān)控提供傳統(tǒng)模擬方案的高效率，無需進(jìn)行編程，很適合需要3A電流且空間受限的應(yīng)用。本文介紹該芯片的性能及性能測試設(shè)計(jì)。

ZL2105 將ZL2005的數(shù)字電源管理功能、簡單的可配置性及高效率特性集成到非常適用于低功耗應(yīng)用的單個(gè)器件中。具有全數(shù)字電源管理功能的ZL2105尺寸小、元件數(shù)較少，用戶可將多個(gè)數(shù)字直流(Digital-DC)器件整合在一個(gè)給定的PCB上，并可輕松配置這些部件，以簡化復(fù)雜的電源設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)人員通過引腳選擇每個(gè)IC的配置，并且將每一個(gè)器件的串行總線(SMBus)連接起來，這樣，這些器件便可通過SMBus相互通信，從而單獨(dú)地或作為一個(gè)系統(tǒng)加以監(jiān)控。

該芯片的性能特點(diǎn)：1．具有高效的轉(zhuǎn)換和整合的電源管理功能，單封裝器件支持各種系統(tǒng)要求；2．全數(shù)字電源轉(zhuǎn)換具有90%以上的效率，具有多種電壓輸出，易于實(shí)施系統(tǒng)排序和跟蹤控制功能；3．電源管理可輕松配置無需編程，具有精確的數(shù)字軟啟動(dòng)/終止功能，具有電壓跟蹤、排序及邊限、輸出電壓/電流監(jiān)控、熱監(jiān)控與關(guān)斷功能；4．符合PMBus標(biāo)準(zhǔn)，I2C/SMBus通信總線，與其它數(shù)字直流器件無縫兼容；5．內(nèi)部集成功率MOSFET開關(guān)，輸入電壓為 4.5～14V、輸出范圍0.6～5.5V，具有最高2M的開關(guān)頻率，輸出電壓精度為±1%的。

ZL2105集成了數(shù)字電源轉(zhuǎn)換架構(gòu)與全面的電源管理邏輯，通過整合開關(guān)FET及升壓二極管，以及消除對復(fù)雜電源管理器的需求，ZL2105僅需要七個(gè)外部分立元件。這簡化了客戶的設(shè)計(jì)流程，并且實(shí)現(xiàn)了最大的面板空間及成本節(jié)約。除此之外，內(nèi)部偏壓LDO還可以通過12V中間總線實(shí)現(xiàn)單電源供電。圖a顯示的是ZL2105的基本結(jié)構(gòu)框圖。

在ZL2105控制操作界面中，其中ON/OFF為界面設(shè)置允許控制，Ad-dress為對數(shù)字電源轉(zhuǎn)換賦予的地址、 VOUT、IOUT、VIN、占空比、頻率、溫度為所監(jiān)控的電源參數(shù)，Status表明電源當(dāng)前處于的狀態(tài)，configure為可設(shè)置電源的輸出電壓、開機(jī)關(guān)機(jī)延遲以及上升下降時(shí)間的用戶可設(shè)置端。整個(gè)界面可同時(shí)監(jiān)控具有PMBus標(biāo)準(zhǔn)總線的獨(dú)立三個(gè)數(shù)字電源。圖b給出了ZL2105的標(biāo)準(zhǔn)電源電路。它要求重點(diǎn)測試輸出直流電壓的紋波、輸出電壓精度、輸出電壓上升時(shí)間/下降時(shí)間/延遲時(shí)間精準(zhǔn)控制以及通信等。

對ZL2105外部引腳HI/OPEN/LOW進(jìn)行設(shè)置。設(shè)置電源為直流輸入4.5～14V，工作頻率為400kHz，輸出直流3.3V/3A，設(shè)置開機(jī)電壓上升時(shí)間為 10ms。測試實(shí)際輸出電壓為3.302V/3A，輸出紋波為23mV，電源輸出電壓上升時(shí)間為10ms。