STMicroelectronics STEVAL-QUADV01評估板基于L6981、L7983、ST1PS03單片降壓穩(wěn)壓器和ST730 LDO穩(wěn)壓器。L6981模塊提供高達1.5A直流電流，L7983和ST730模塊提供高達300mA直流電流。ST1PS03同步單片降壓穩(wěn)壓器可提供高達400mA直流電流。該評估板具有輸入電壓和輸出電流范圍以及嵌入式特性，因此可用于各種應用。典型應用包括直流-直流轉換器和線性穩(wěn)壓器。

數據手冊：*附件：STMicroelectronics STEVAL-QUADV01評估板數據手冊.pdf

特性

• L6981:
  • 工作輸入電壓范圍：3.5V至38V
  • 輸出電壓范圍：0.85V至VIN
  • 1.5A直流輸出電流
  • 內部補償網絡
  • 關斷電流：2μA
  • 內部軟啟動
  • 使能功能
  • 過壓保護
  • 熱保護
• L7983:
  • 工作輸入電壓范圍：3.5V至60V
  • 輸出電壓范圍：0.85V至VIN
  • 輸出電流：300mA DC
  • 內部補償網絡
  • 關斷電流：2.3μA
  • 內部軟啟動
  • 使能功能
  • 過壓保護
• ST1PS03:
  • 工作輸入電壓范圍：1.8V至5.5V
  • 可選輸出電壓范圍：1.6V至3.3V
  • 400mA直流輸出電流
  • 靜態(tài)電流：500nA（典型值）
  • 由AUX輸入控制的負載開關
  • 使能功能
• ST730:
  • 輸入電壓范圍：2.5V至28V
  • 輸出電壓范圍：1.2V至VIN
  • 輸出電流：300mA DC
  • 空載靜態(tài)電流：5μA（典型值）
  • 限流和SOA保護
  • 使能功能

電路原理圖

STEVAL-QUADV01評估板技術解析：四合一電源管理方案設計與應用

一、產品架構概述

STEVAL-QUADV01是STMicroelectronics推出的電源管理評估板，集成了四款關鍵電源管理芯片：?L6981同步降壓轉換器?、?L7983同步降壓開關穩(wěn)壓器?、?ST1PS03數字選擇降壓轉換器?和?ST730低壓差線性穩(wěn)壓器?。該評估板適用于廣泛的工業(yè)、汽車和消費電子應用場景，特別適合多電壓域系統(tǒng)的電源架構設計。

二、核心器件技術參數解析

2.1 L6981CDR - 38V/1.5A同步降壓轉換器

• ?輸入電壓范圍?：3.5V至38V
• ?輸出能力?：輸出電壓0.85V至VIN，最大輸出電流1.5A DC
• ?關鍵特性?：內部補償網絡、2μA關斷電流、內部軟啟動、使能功能
• ?保護機制?：過壓保護、過熱保護
• ?應用優(yōu)勢?：適用于工業(yè)自動化、電池供電設備等需要寬輸入電壓范圍和高輸出電流的場景

2.2 L7983PUR - 60V/300mA同步降壓開關穩(wěn)壓器

• ?輸入電壓范圍?：3.5V至60V，具備更高耐壓能力
• ?輸出能力?：輸出電壓0.85V至VIN，最大輸出電流300mA DC
• ?靜態(tài)電流?：僅10μA，適合對功耗敏感的應用
• ?功能配置?：內部補償網絡、2.3μA關斷電流、內部軟啟動、使能功能
• ?保護功能?：過壓保護

2.3 ST1PS03AQTR - 數字選擇降壓轉換器

• ?輸入電壓范圍?：1.8V至5.5V
• ?輸出電壓?：可通過數字信號選擇1.6V至3.3V
• ?輸出電流?：400mA DC
• ?革命性特性?：典型靜態(tài)電流僅500nA，實現極低功耗
• ?獨特功能?：由AUX輸入控制的負載開關，獨立使能功能
• ?應用場景?：物聯網設備、可穿戴電子等對功耗要求極高的應用

2.4 ST730MR - 28V/300mA低壓差線性穩(wěn)壓器

• ?輸入電壓范圍?：2.5V至28V
• ?輸出能力?：輸出電壓1.2V至VIN，最大輸出電流300mA DC
• ?靜態(tài)特性?：典型無負載靜態(tài)電流5μA
• ?保護機制?：電流限制和安全工作區(qū)（SOA）保護
• ?使能功能?：支持外部控制

三、電路設計要點分析

3.1 功率路徑設計

評估板采用獨立功率路徑設計，每個轉換器都有專用的輸入輸出接口：

• ?L6981路徑?：通過P6接口連接，配備10μF輸入電容（C1）和22μH電感（L1）
• ?L7983路徑?：通過P8接口連接，使用47μH電感（L2）和22μF輸出電容（C6）
• ?ST1PS03路徑?：支持數字電壓選擇，通過P4、P1、P2、P3接口配置
• ?ST730路徑?：線性穩(wěn)壓架構，通過P9接口連接

3.2 反饋網絡配置

• ?L6981?：采用402kΩ（R2）和82.5kΩ（R3）電阻分壓網絡
• ?L7983?：使用300kΩ（R9）和62kΩ（R10）反饋電阻
• ?ST730?：配置10kΩ（R11）和150kΩ（R12）的調節(jié)網絡

3.3 保護與濾波設計

每個功率路徑都配置了完整的輸入輸出濾波電容網絡，確保電源質量的同時提供穩(wěn)定的瞬態(tài)響應。關鍵保護元件包括：

• 過壓保護電路
• 熱保護機制
• 電流限制保護

四、實際應用設計指南

4.1 器件選型建議

1. ?高功率應用?：優(yōu)先選擇L6981，其1.5A輸出能力適合驅動電機、顯示屏等大電流負載
2. ?高壓環(huán)境?：L7983的60V耐壓適合工業(yè)控制、汽車電子等惡劣電氣環(huán)境
3. ?超低功耗需求?：ST1PS03的500nA靜態(tài)電流為電池供電設備提供最優(yōu)解決方案
4. ?噪聲敏感應用?：ST730 LDO提供潔凈的電源輸出，適合模擬電路和射頻電路

4.2 布局布線注意事項

• 功率電感應靠近芯片擺放，減小環(huán)路面積
• 反饋網絡走線應遠離噪聲源，保持最短路徑
• 輸入輸出電容應盡可能靠近芯片引腳
• 散熱考慮：大電流路徑需足夠的銅箔面積

4.3 性能優(yōu)化策略

• 通過調整外部電感值優(yōu)化效率與瞬態(tài)響應的平衡
• 利用使能功能實現電源時序控制
• 數字電壓選擇功能支持動態(tài)電壓調節(jié)

五、典型應用場景

5.1 工業(yè)控制系統(tǒng)

利用L6981和L7983的寬輸入電壓范圍，直接適配24V工業(yè)總線電壓，為處理器、傳感器和通信模塊提供多路電源。

5.2 汽車電子平臺

ST730的28V耐壓能力符合汽車電子要求，可為信息娛樂系統(tǒng)、車身控制模塊等提供穩(wěn)定電源。

5.3 物聯網終端設備

ST1PS03的超低靜態(tài)電流特性，顯著延長電池壽命，適合智能家居、環(huán)境監(jiān)測等應用。

六、測試驗證方法

建議按照以下步驟進行系統(tǒng)驗證：

1. ?空載測試?：驗證各輸出電壓準確性
2. ?負載調整率測試?：評估不同負載條件下的電壓穩(wěn)定性
3. ?效率測試?：測量全負載范圍內的功率轉換效率
4. ?瞬態(tài)響應測試?：驗證負載突變時的動態(tài)性能