MAX5092評估套件：功能、使用與定制全解析

在電子設計領域，評估套件是工程師們快速驗證和測試新器件性能的重要工具。今天，我們就來深入了解一下MAXIM的MAX5092評估套件（EV kit），看看它能為我們帶來哪些便利和可能性。

文件下載：MAX5092EVKIT+.pdf

一、套件概述

MAX5092評估套件是一塊完全組裝并經過測試的表面貼裝印刷電路板（PCB），主要用于演示MAX5092B這款帶有內部升壓預調節器的低壓差（LDO）穩壓器。該套件的輸入電壓范圍為4V至72V，能夠從預編程的7V升壓預調節器輸出（BSOUT）和5V LDO輸出（VOUT）提供高達250mA的電流。而且，LDO和升壓預調節器的輸出電壓都可以通過外部電阻進行編程。

主要特性

1. 寬輸入電壓范圍：4V至72V的輸入電壓范圍，能適應多種不同的電源環境。
2. 預設輸出電壓：預設5V的LDO輸出電壓和7V的升壓預調節器輸出電壓。
3. 可調輸出電壓：LDO輸出電壓可在1.5V至9V之間調節，升壓預調節器輸出電壓最高可調節至11V。
4. 功能豐富：具備板載跳線設置，可用于評估MAX5092的ENABLE和HOLD功能；還有上電復位輸出（RESET），用于指示LDO失調情況，并且復位時間周期可編程。
5. 可配置性強：可以配置為演示MAX5092A（3.3V LDO輸出）或MAX5093A/MAX5093B。
6. 環保設計：采用無鉛設計，符合環保要求。

二、訂購信息

該評估套件是完全組裝并經過測試的，無鉛合格，工作溫度范圍為0°C至+70°C。訂購型號為MAX5092EVKIT+，其中“+”表示無鉛且符合RoHS標準。

三、組件清單

四、快速啟動

推薦設備

在開始測試之前，需要準備以下設備：

1. 一個可變直流電源（PS1），能夠提供高達72V、1A的電流。
2. 一個可調負載，能夠在5V時吸收250mA的電流。
3. 三個數字電壓表（DVMs）。
4. 一個電流表（用于可選的低靜態輸入電流評估）。

操作步驟

1. 將PS1預設為+4V，關閉PS1。注意：在所有連接完成之前不要打開電源。
2. 將PS1的正極端子連接到EV套件上的VIN焊盤，負極端子連接到GND焊盤。
3. 將一個DVM的正輸入連接到EV套件上的VIN焊盤，負輸入連接到GND焊盤，用于測量EV套件的輸入電壓。
4. 將第二個DVM的正輸入連接到EV套件上的BSOUT焊盤，負輸入連接到GND焊盤，用于測量升壓轉換器的輸出電壓。
5. 將第三個DVM的正輸入連接到EV套件上的VOUT焊盤，負輸入連接到GND焊盤，用于測量LDO的輸出電壓。
6. 在EV套件的VOUT和GND焊盤之間連接假負載，將負載調整到250mA。
7. 驗證跳線JU1的2 - 3引腳之間安裝了分流器，以啟用MAX5092B。
8. 驗證跳線JU2的2 - 3引腳之間安裝了分流器，以禁用MAX5092B的HOLD功能。
9. 打開PS1，將輸入電壓從4V掃描到7V再到3.5V，驗證BSOUT DVM在輸入電壓范圍內顯示約7V，VOUT DVM在輸入電壓范圍內顯示約5V。注意，在IC啟動后，即使VIN低至3.5V，MAX5092仍能正常調節輸出。
10. 將假負載減小到10mA。
11. 將PS1增加到7V。
12. 注意：此步驟中EV套件上存在危險電壓。將PS1電壓從7V掃描到72V，驗證BSOUT DVM電壓在輸入電壓范圍內跟隨輸入DVM電壓減去一個二極管壓降，VOUT DVM在輸入電壓范圍內顯示約5V。
13. 可選步驟：觀察MAX5092的低靜態輸入電流（IQ）
    • 將PS1電壓設置為14V，此時升壓轉換器不切換。
    • 關閉PS1。注意：在所有連接完成之前不要打開電源。
    • 從VOUT移除負載。
    • 移除所有DVM，以消除DVM對IQ的影響。
    • 移除PS1和EV套件上VIN焊盤之間的電線。
    • 將PS1的正極端子連接到電流表的正極端子，將電流表的負極端子連接到EV套件上的VIN焊盤，該電流表用于測量IQ。
    • 打開PS1，觀察電流表顯示的IQ小于85μA。

五、詳細描述

輸出電壓調節

VOUT可以提供高達250mA的總輸出電流。BSOUT的電壓取決于輸入電壓和編程的BSOUT調節電壓。當（VBSOUT - VOUT）小于升壓禁用閾值（典型值2.5V）時，VBSOUT被升壓到其編程的調節電壓。當VVIN高于BSOUT調節電壓，導致（VBST_OUT - VOUT）大于升壓禁用閾值時，VBSOUT跟隨VVIN減去一個二極管壓降。

電壓編程

LDO和升壓預調節器的輸出電壓都可以使用外部電阻進行編程。升壓輸出電壓（VBSOUT）通過選擇電阻R1和R2可調節至最高11V（MAX5092）或12V（MAX5093）；LDO輸出電壓（VVOUT）通過選擇電阻R4和R5可在1.5V至9V（MAX5092）或1.5V至10V（MAX5093）之間調節。

內部電壓調節器

MAX5092_/MAX5093_具有一個內部電壓調節器，用于為IC內的所有內部低壓模塊供電。EV套件上的一個輸出（VL）用于監控內部調節器電壓。當VBSOUT高于5.5V時，VVL調節到5.5V；當VBSOUT低于5.5V時，VVL跟蹤BSOUT的電壓。需要注意的是，VL不用于為外部負載供電。

ENABLE和HOLD功能

上電復位輸出

MAX5092包含一個上電復位輸出（RESET），用于指示LDO輸出電壓（VVOUT）失調情況。如果VVOUT低于編程調節閾值的90%，VRESET在短超時周期后拉低。一旦VVOUT高于編程調節閾值的92%，VRESET在用戶可編程的超時周期后變為高電平。電容C5用于設置RESET超時周期。

六、定制MAX5092 EV套件

評估其他輸出電壓

設置升壓輸出電壓（VBSOUT）

MAX5092_/MAX5093_采用雙模式（Dual Mode?）操作來調節升壓轉換器的輸出電壓。有預設輸出電壓模式和可調輸出電壓模式。在預設模式下，內部微調反饋電阻將VBSOUT設置為固定的7V。默認EV套件通過直接將BSFB連接到SGND配置為BSOUT預設模式。在可調輸出模式下，通過選擇電阻R1和R2，MAX5092_的VBSOUT可調節至最高11V（MAX5093_可調節至12V）。需要注意的是，這些電阻所消耗的電流會增加IC的靜態電流和關斷電流。只有當VBSOUT需要與預設的7V有顯著差異時，才使用可調輸出模式。如果VBSOUT編程大于（VOUT + VBST_DIS），會在BSOUT上觀察到較大的紋波。為了獲得最低的VBSOUT紋波，應將VBSOUT編程在升壓禁用閾值內。

編程VBSOUT的步驟如下：

1. 選擇R2電阻值為499kΩ或更低。
2. 使用以下公式計算R1： [R 1=R 2 timesleft(frac{V_{BSOUT }}{1.24}-1right)]
3. 移除R2處的短路。
4. 安裝電阻R1和R2。

設置LDO輸出電壓（VOUT）

LDO輸出電壓調節也采用雙模式操作。在預設模式下，通過內部微調反饋電阻，VVOUT調節到3.3V（MAX5092A/MAX5093A）或5V（MAX5092B/MAX5093B）。默認EV套件的VOUT調節模式通過直接將SET連接到SGND配置為預設模式。通過選擇電阻R4和R5，MAX5092_的VVOUT可在1.5V至9V之間調節（MAX5093_可在1.5V至10V之間調節）。同樣，這些電阻所消耗的電流會增加LDO的靜態電流。只有當VVOUT需要與預設電壓有顯著差異時，才使用可調輸出模式。

編程VVOUT的步驟如下：

1. 選擇R5電阻值為100kΩ或更低。
2. 使用以下公式計算R4： [R 4=R 5 timesleft(frac{ VOUT }{1.24}-1right)]
3. 移除R5處的短路。
4. 安裝電阻R4和R5。

調整RESET超時周期

MAX5092 EV套件包含一個開漏上電復位輸出（RESET），用于指示LDO輸出（VOUT）失調情況。當VVOUT高于調節閾值的92%時，VRESET在用戶可編程的超時周期后變為高電平。這個超時周期可以通過選擇電容C5的電容值來編程。對于選定的RESET有效超時周期（tRESETHIGH，單位為秒），所需的C5值（單位為法拉）計算公式如下： [C 5=frac{2 × 10^{-6} × t{RESET_HIGH }}{1.24}] 在默認EV套件配置中，C5將RESET有效超時周期設置為約136ms。

配置MAX5093_

MAX5092 EV套件可以配置為演示MAX5093_。MAX5093_需要一個外部開關二極管（D1）連接在LX和BSOUT之間。選擇合適的外部二極管可以提供更低的正向壓降和更高的反向電壓處理能力。由于IC的高開關頻率需要高速整流器，因此大多數應用推薦使用肖特基二極管，因為它們具有快速恢復時間和低正向壓降。確保二極管的峰值電流額定值大于或等于峰值電感電流，并且二極管的反向擊穿電壓必須大于VBSOUT。

配置MAX5092 EV套件以使用MAX5093_的步驟如下：

1. 將MAX5092B IC替換為MAX5093_ IC。
2. 安裝肖特基二極管D1，推薦的二極管型號可參考組件清單。
3. 按照“評估其他輸出電壓”部分所述配置BSOUT和VOUT電壓。

七、總結

MAX5092評估套件為工程師們提供了一個便捷的平臺，用于測試和驗證MAX5092和MAX5093系列穩壓器的性能。其豐富的功能和可定制性使得它能夠適應不同的應用需求。在使用過程中，一定要注意安全，特別是在處理高電壓時。你在使用類似評估套件時遇到過哪些問題呢？歡迎在評論區分享你的經驗。