探索MCP16251和MCP1640B同步升壓轉換器評估板

在電子工程師的日常工作中，選擇合適的電源解決方案至關重要。Microchip的MCP16251和MCP1640B同步升壓轉換器評估板為我們提供了一個優秀的測試和評估平臺，下面就來詳細了解一下這款評估板。

文件下載：ADM00458.pdf

一、產品概述

1.1 器件特性

MCP16251和MCP1640B是緊湊型、高效率、固定頻率的升壓DC - DC轉換器。它們能為單節、雙節或三節堿性、鎳鎘、鎳氫電池，以及單節鋰離子或鋰聚合物電池供電的應用提供簡單易用的電源解決方案，且所需外部組件極少。

• MCP16251：能自動選擇脈沖寬度調制（PWM）或脈沖頻率調制（PFM）以實現最佳效率。它具有極低的靜態電流（輸出端測量，非開關狀態下為4μA）、較寬的輸入電壓范圍（0.35 - 5.5V）和低啟動電壓（1mA負載電流下為0.82V）。
• MCP1640B：是僅支持PWM的控制器，典型靜態電流（輸出端測量，非開關狀態下）為19μA，輸入電壓范圍同樣是0.35 - 5.5V，1mA負載電流下啟動電壓為0.65V。

這兩款器件的主要區別在于MCP16251靜態電流極低，且電壓參考值為1.23V，而MCP1640B的電壓參考值為1.21V。它們有SOT - 23 - 6和2x3mm (T)DFN - 8兩種封裝類型。評估板旨在展示MCP16251的低靜態電流和MCP1640B的低噪聲輸出特性。

1.2 評估板用途

MCP16251和MCP1640B同步升壓轉換器評估板用于評估和演示Microchip的這兩款產品。它能展示MCP16251/MCP1640B在兩種升壓轉換器應用中的表現，支持多種輸出電壓，可用于評估兩種封裝選項。該評估板有助于工程師縮短產品設計周期。

1.3 評估板內容

評估板套件包含MCP16251和MCP1640B同步升壓轉換器評估板（ADM00458）以及重要信息表。

二、安裝與操作

2.1 器件性能

• MCP1640B：能在2.0 - 5.5V的寬范圍內調節輸出電壓，單節1.2V電池供電時，3.3V輸出下通?？商峁┏^100mA的負載電流。輸入電壓范圍為0.35 - 5.5V，啟動電壓低至0.65V，且具有真正斷開關機選項。
• MCP16251：可在1.8 - 5.5V范圍內調節輸出電壓，單節堿性電池供電時，3.3V輸出下至少可提供75mA的負載電流。它具備PWM和PFM兩種工作模式，并能自動選擇最佳模式以提高效率。

2.2 評估板特點

• 供電靈活：可由單節、雙節或三節堿性、鎳鎘、鎳氫電池，以及單節鋰離子或鋰聚合物電池供電。
• 輸入輸出范圍：輸入電壓范圍為0.35 - 5.5V，且輸入電壓需小于等于輸出電壓；輸出電壓可通過板上的迷你撥碼開關選擇2.0V、3.3V或5.0V。
• 輸出電流：3.3V輸出、1.5V輸入時典型輸出電流為125mA；5.0V輸出、3V輸入時典型輸出電流為200mA。
• 啟動電壓：MCP16251轉換器啟動電壓為0.82V，MCP1640B轉換器啟動電壓為0.65V（3.3V輸出、1mA負載、電阻性負載條件下）。
• 工作模式：MCP16251轉換器具有自動PFM/PWM操作功能，PWM開關頻率為500kHz。
• 控制功能：可通過板上的迷你撥碼開關選擇使能狀態，同時具備峰值輸入電流限制（MCP1640為800mA，MCP16251為650mA）和過溫保護功能。

2.3 開始使用

評估板已完全組裝并測試，可用于評估和演示MCP16251和MCP1640B產品，但需要使用外部實驗室電源和負載。

2.3.1 電源輸入和輸出連接

• 供電：板上有焊接好的測試點用于輸入電壓連接，最大輸入電壓不應超過6.0V。當輸入電壓大于等于輸出電壓時，輸出電壓將無法保持穩定。評估板有兩個獨立的電路應用，分別使用MCP16251的SOT - 23 - 6封裝和MCP1640B的DFN - 8封裝，兩種封裝的輸出電壓均可通過板上的迷你撥碼開關選擇。
• 負載連接：板上有焊接好的測試點用于連接負載，開關峰值電流限制可提供安全的最大電流值。轉換器的最大輸出電流會隨輸入和輸出電壓變化，具體可參考MCP16251/2和MCP1640/B/C/D的數據手冊。

2.3.2 上電步驟

1. 將系統負載連接到 (V{OUT}) 和GND端子，最大負載隨輸入和輸出電壓變化（具體參考數據手冊），負載正極連接 (V{OUT}) ，負極連接GND。
2. 使用 (V_{OUT}) SEL迷你撥碼開關設置所需的輸出電壓。
3. 使用EN迷你撥碼開關打開或關閉設備。
4. 當EN設置為ON或高電平時，轉換器啟用，可在 (V{OUT}) 和GND端子測量輸出電壓；當EN為低電平時，轉換器禁用， (V{OUT}) 浮空且與輸入斷開。

2.3.3 開關功能

2.3.4 可調輸出電壓設置

可使用電阻分壓器RT和RB設置轉換器的輸出電壓。通過將 (V{OUT}) SEL開關設置為ON或OFF位置，可使用以下公式計算輸出電壓： [R T{I}=R B{I} timesleft[left(frac{V{OUT }}{V{F B}}right)-1right]] 或 [R T{4}=R B{2} timesleft[left(frac{V{O U T}}{V{F B}}right)-1right]] 其中，MCP1640B的 (V{FB}=1.21V) ，MCP16251的 (V{FB}=1.23V) 。需要注意的是，如果重新計算反饋回路，則不應使用 (V{OUT}) SEL開關，因為它會與計算出的組件并聯一個電阻。

三、附錄信息

3.1 原理圖和布局

附錄包含評估板的原理圖和布局圖，包括板的原理圖、頂層絲印圖、頂層銅層和絲印圖、頂層銅層圖以及底層銅層圖，這些圖能幫助工程師更好地了解評估板的電路結構。

3.2 物料清單

物料清單詳細列出了評估板所使用的組件，包括4個半球形緩沖墊、多個電容、電感、電阻、開關、測試點以及MCP16251和MCP1640B芯片等。制造中使用的物料清單采用了符合RoHS標準的組件。

四、總結

MCP16251和MCP1640B同步升壓轉換器評估板為工程師提供了一個全面的測試平臺，能幫助我們深入了解這兩款升壓轉換器的性能。其靈活的供電方式、多種輸出電壓選擇以及豐富的保護功能，使其在各種電源應用中具有很大的優勢。大家在實際設計中，不妨考慮使用這款評估板來加速產品開發，你在使用類似評估板時遇到過哪些問題呢？歡迎在評論區分享交流。