MIC23163/4 評估板：高效 2A 降壓調節器評估利器
MIC23163/4 評估板：高效 2A 降壓調節器評估利器
作為電子工程師，在設計電源電路時，選擇合適的降壓調節器并進行準確評估至關重要。今天就來和大家分享一款 Micrel 公司的 MIC23163/4 評估板，它能幫助我們對一款高性能的同步降壓調節器進行全面評估。
文件下載：MIC23163YMT-EV.pdf
一、產品概述
MIC23163/4 評估板用于評估一款完全集成的 2A、4MHz 同步降壓調節器。該調節器具有 HyperLight Load? 模式、Power Good 輸出指示和可編程軟啟動等特性。它在整個輸出電流范圍內都具有很高的效率，采用 2mm x 2mm 的 DFN 封裝，結合 4MHz 的開關頻率，提供了一種緊湊的、高度低于 1mm 的解決方案，且僅需少量外部組件。此外，它還擁有最大 100% 的占空比和主動放電功能，能在苛刻條件下提供精確的輸出電壓調節，并能快速響應負載瞬變，輸出電壓紋波極小。
二、使用要求
- 電源：需要一個 15W 的臺式電源，電壓可在 2.7V 至 5.5V 之間調節。
- 負載：負載可以是有源（電子負載）或無源（電阻），且必須能夠耗散 10W 的功率。
- 測試設備：理想情況下，最好有示波器來觀察電路波形。最簡單的測試需要兩個電壓表來測量輸入和輸出電壓；進行效率測量時，則需要兩個電壓表和兩個電流表，以防止測量誤差。
三、使用注意事項
該評估板沒有輸入反向保護功能，因此在連接輸入電源時，要特別注意確保極性正確。
四、上手步驟
4.1 連接外部電源
在電源輸出禁用的情況下，將其電壓設置為所需的輸入測試電壓（2.7V ≤ (V{IN}) ≤ 5.5V）?？梢栽谳斎腚娫春?(V{IN}) (J4) 端子之間放置一個電流表，但要注意監測 (V_{IN}) (J4) 端子處的電源電壓，因為電流表和/或電源線電阻可能會降低提供給設備的電壓。
4.2 連接負載
將負載連接到 (V{OUT}) (J1) 和 GND (J2) 端子。負載可以是無源（電阻性）或有源（電子負載）。同樣，可以在負載和輸出端子之間放置一個電流表，并確保在 (V{OUT}) (J1) 端子處監測輸出電壓。
4.3 啟用 MIC23163/4
評估板上有一個上拉電阻連接到 (V_{IN}) 。默認情況下，當輸入電源電壓 >2.7V 時，輸出電壓將被啟用。若要禁用設備，可向 EN (J6) 端子施加低于 0.5V 的電壓。
4.4 監測 Power Good
評估板提供了一個 PG 測試點 (J5) 來監測 Power Good 功能。當輸出電壓達到其標稱電壓的 92% 后約 90μs，Power Good 輸出將變為高電平（(V_{OUT})）。
五、關鍵特性分析
5.1 軟啟動電容（C3）
軟啟動（SS）引腳用于控制輸出電壓的上升時間。將 C3 設置為 1nF 可使啟動時間達到最小值。啟動時間可由公式 (T{SS}=250 × 10^{3} × ln (10) × C{SS}) 確定。軟啟動電容的作用是控制內部參考電壓在其標稱穩態值的 0% 至 100% 之間的上升時間。
5.2 反饋電阻（R1, R2）
| 輸出電壓標稱設置為 1.8V，可通過調整反饋分壓器中的上拉電阻 R1 來改變輸出電壓。計算公式為 (V{OUT }=V{REF } timesleft(1+frac{R 1}{R 2}right)) ，其中 (V_{REF}=0.7V) 。不同輸出電壓對應的反饋電阻值如下表所示： | (V_{OUT}) | R1 | R2 |
|---|---|---|---|
| 1.2V | 215k | 301k | |
| 1.5V | 301k | 261k | |
| 1.8V | 340k | 215k | |
| 2.5V | 274k | 107k | |
| 3.3V | 383k | 102k |
5.3 前饋電容（C4）
前饋電容 C4 為 MIC23163/4 提供必要的補償，推薦的典型值范圍為 15pF 至 68pF。
5.4 Power Good（PG）
評估板設有一個測試點用于測試 Power Good 功能。這是一個開漏連接，板上有一個 100kΩ 的上拉電阻連接到輸出電壓。當輸出電壓超過標稱設定電壓的 92% 后約 90μs，Power Good 被置為高電平。
5.5 HyperLight Load 模式
MIC23163/4 使用最小導通和關斷時間的專有控制環路（由 Micrel 專利）。當輸出電壓低于調節閾值時，誤差比較器啟動一個開關周期，使 PMOS 導通并保持最小導通時間，從而提高輸出電壓。如果輸出電壓高于調節閾值，誤差比較器將 PMOS 關斷最小關斷時間，直到輸出電壓降至閾值以下。NMOS 作為理想整流器，在 PMOS 關斷時導通。采用 NMOS 開關而非二極管可降低開關器件導通時的電壓降。PMOS 和 NMOS 之間的異步開關組合使控制環路在輕載操作時以不連續模式工作。在不連續模式下，MIC23163/4 采用脈沖頻率調制（PFM）來調節輸出。隨著輸出電流的增加，關斷時間減少，為輸出提供更多能量。這種開關方案僅在需要時進行開關操作，提高了 MIC23163/4 在輕載電流下的效率。當負載電流增加時，MIC23163/4 進入連續導通模式（CCM），并以 4MHz 為中心的頻率進行開關。進入連續導通模式時的負載電流可由公式 (I{LOAD }>left(frac{left(V{IN }-V{OUT }right) × D}{2 L × f}right)) 近似計算，可見負載從 HyperLight Load 模式過渡到 PWM 模式是輸入電壓 ((V{IN}))、輸出電壓 ((V_{OUT}))、占空比 (D)、電感 (L) 和頻率 (f) 的函數。
六、物料清單
| 評估板的物料清單包含了各種電容、電感、電阻和集成電路等組件，各組件的詳細信息如下： | 項目 | 部件名稱 | 制造商 | 描述 | 數量 |
|---|---|---|---|---|---|
| C1 | C1608X5R0J475K | TDK(1) | 4.7μF, 6.3V, X5R, 尺寸 0603 | 1 | |
| GRM188R60J475KE19D | Murata(2) | ||||
| C2 | C1608X5R0J106K080AB | TDK | 10μF, 6.3V, X5R, 尺寸 0603 | 1 | |
| GRM188R60J106ME84D | Murata | ||||
| C3 | GRM188R71H102MA01D | Murata | 1nF/50V, X7R, 0603 | 1 | |
| 06035C102KAT2A | AVX(3) | ||||
| C4 | 06035A150KAT2A | AVX | 15pF, 50V, 0603 | 1 | |
| GRM1885C1H150JA01D | Murata | ||||
| C5 | C1608X7R1A105K | TDK | 1μF, 10V, X7R, 尺寸 0603 | 1 | |
| GRM188R71A105KA61D | Murata | ||||
| L1 | FLF3215T - R47N | TDK | 0.47μH, 2.8A, 21mΩ, L3.2mm x W2.5mm x H1.55mm | 1 | |
| LQH32PNR47NNC | Murata | 0.47μH, 2.9A, 24mΩ, L3.2mm x W2.5mm x H1.55mm | |||
| R1 | CRCW0603301KFKEA | Vishay(4) | 301kΩ, 1%, 1/10W, 尺寸 0603 | 1 | |
| R2 | CRCW0603158KFKEA | Vishay | 158kΩ, 1%, 1/10W, 尺寸 0603 | 1 | |
| R3, R4 | CRCW0603100KFKEA | Vishay | 100kΩ, 1%, 1/10W, 尺寸 0603 | 1 | |
| R5 | CRCW060310R0FKEA | Vishay | 10Ω, 1%, 1/10W, 尺寸 0603 | 1 | |
| U1 | MIC23163YMT | Micrel, Inc.(5) | 4MHz 2A 可調降壓調節器，帶 HyperLight Load 模式 | 1 |
注：各制造商網址分別為 TDK: www.tdk.com；Murata: www.murata.com；AVX: www.avx.com；Vishay: www.vishay.com；Micrel, Inc.: www.micrel.com。
七、總結
MIC23163/4 評估板為我們提供了一個便捷的平臺，用于評估這款高性能的同步降壓調節器。其豐富的特性和靈活的參數設置，使得它在不同的電源設計場景中都能發揮出色的性能。大家在使用過程中，不妨根據實際需求對軟啟動時間、輸出電壓等參數進行調整，以達到最佳的設計效果。同時，在操作時一定要注意輸入電源的極性，避免損壞評估板。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。
-
電源設計
+關注
關注
31文章
2198瀏覽量
69794 -
降壓調節器
+關注
關注
0文章
229瀏覽量
12167
發布評論請先 登錄
工商網監
評論