MCP1640 同步升壓轉換器評估板使用指南

一、前言

在電子設計領域，電源管理是一個至關重要的環節。Microchip Technology 推出的 MCP1640 同步升壓轉換器評估板，為工程師們提供了一個便捷的工具，用于評估和開發相關電源應用。這份使用指南將詳細介紹該評估板的各個方面，幫助大家更好地使用它。

文件下載：MCP1640EV-SBC.pdf

二、文檔說明

2.1 文檔布局

本文檔主要分為四個部分：

• 第一部分“產品概述”：介紹 MCP1640 同步升壓轉換器評估板的基本信息。
• 第二部分“安裝與操作”：指導如何開始使用評估板，并描述其功能。
• 附錄 A“原理圖和布局”：展示評估板的原理圖和布局圖。
• 附錄 B“物料清單（BOM）”：列出構建評估板所需的零件。

2.2 文檔約定

文檔中使用了多種字體和符號來表示不同的內容，例如：

• Arial 字體的斜體字符表示引用的書籍或強調的文本。
• 粗體字符表示對話框按鈕。
• 帶尖括號的文本表示鍵盤上的按鍵等。

2.3 推薦閱讀

除了本使用指南，還推薦參考以下文檔：

• MCP1640/B/C/D 數據手冊（DS22234）：提供 MCP1640 器件的詳細信息。
• AN1311，單電池輸入升壓轉換器設計（DS01311）：詳細介紹 MCP1640 器件在特定應用中的使用方法。

2.4 Microchip 網站

Microchip 通過其網站（www.microchip.com）提供在線支持，包含產品支持、技術支持和業務相關信息，如數據手冊、常見問題解答、產品選擇器等。

2.5 客戶支持

用戶可以通過以下渠道獲得 Microchip 產品的支持：

• 經銷商或代表
• 當地銷售辦公室
• 現場應用工程師（FAE）
• 技術支持（http://support.microchip.com）

2.6 文檔修訂歷史

本文檔于 2010 年 2 月首次發布。

三、產品概述

3.1 MCP1640 簡介

MCP1640 是一款緊湊、高效、固定頻率的升壓 DC - DC 轉換器。它適用于由單節、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的應用。該轉換器具有以下特點：

• 自動選擇最佳工作模式（PWM 或 PFM）以提高效率。
• 低靜態電流（20μA）。
• 寬輸入電壓范圍（0.35 至 5.5V）和低啟動電壓（0.65V）。
• 提供 SOT - 23 - 6 和 2x3mm - 8 DFN 兩種封裝形式。

3.2 評估板用途

MCP1640 同步升壓轉換器評估板用于評估和演示 Microchip 的 MCP1640 產品。它可以展示 MCP1640 在兩種升壓轉換器應用中的表現，支持三種常見輸出電壓（2.0V、3.3V 和 5.0V）的選擇，可通過迷你撥碼開關改變外部電阻分壓器來調整輸出電壓。此外，還可以評估兩種封裝選項。

3.3 評估板內容

評估板套件包括：

• 一塊 MCP1640 同步升壓轉換器評估板（型號 102 - 00283）。
• 重要信息“先閱讀”文檔。

四、安裝與操作

4.1 MCP1640 特點

MCP1640 是一款同步升壓 DC - DC 轉換器，具有以下特點：

• 適用于多種電池供電應用和分布式 3.3V 至 5.0V 應用。
• 能夠在 2.0V 至 5.5V 的寬范圍內調節輸出電壓，在 1.2V 單節電池供電時，典型情況下可在 3.3V 輸出時提供超過 100mA 的負載電流。
• 輸入電壓范圍為 0.35V 至 5.5V，啟動電壓低至 0.65V。
• 具有自動 PWM / PFM 轉換以優化效率。
• 低靜態電流（PFM 模式下 20μA，待機模式下 1μA）。
• 多種可選擇的邏輯控制關機狀態（真正的負載斷開或“旁路”，輸出連接到輸入）。
• 低噪聲和不連續電流抗振鈴控制。

4.2 評估板特點

評估板具有以下特點：

• 可由單節、雙節或三節堿性、鎳鎘、鎳氫、單節鋰離子或鋰聚合物電池供電。
• 輸入電壓范圍為 0.35V 至 5.5V，啟動后負載為 1mA，且 (V{IN} leq V{OUT})。
• 固定輸出電壓可通過板上的迷你撥碼開關選擇為 2.0V 或 3.3V 以及 3.3V 或 5.0V。
• 輸出電流：典型情況下，在 1.2V 輸入時 3.3V 輸出為 100mA，在 3.3V 輸入時 5.0V 輸出為 300mA。
• 啟動電壓：在 (V{IN} = 1.2V)，(V{OUT} = 3.3V) 且 (I_{OUT} = 1mA) 電阻負載下為 0.65V。
• 自動 PFM / PWM 操作。
• PWM 開關頻率為 500kHz。
• 啟用狀態可通過板上的迷你撥碼開關選擇。
• 具有峰值輸入電流限制。
• 過溫保護（當管芯溫度超過 150°C 時，有 10°C 滯后）。

4.3 開始使用

4.3.1 電源輸入和輸出連接

• 評估板提供了用于輸入電壓連接的焊接測試點，最大輸入電壓不應超過 6.0V。當輸入電壓大于或等于輸出電壓時，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 MCP1640 的 SOT - 23 - 6 和 DFN - 8 封裝。SOT - 23 - 6 封裝有兩個輸出電壓設置（2.0V 和 3.3V），DFN - 8 封裝有兩個輸出電壓設置（3.3V 和 5.0V），均可通過板上的迷你撥碼開關選擇。
• 評估板還提供了用于連接負載的焊接測試點，MCP1640 的開關峰值電流限制可提供安全的最大電流值，最大輸出電流會隨輸入和輸出電壓而變化，具體信息可參考 MCP1640 數據手冊。

4.3.2 板上電步驟

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而異，可參考 MCP1640 數據手冊。通常，MCP1640 可以在 1.2V 輸入時為 3.3V 輸出提供 100mA 的電流。將負載的正極連接到 (V{OUT})，負極連接到地（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 迷你撥碼開關將啟用狀態設置為所需狀態。
4. 當 EN 設置為 ON 或高電平時，MCP1640 啟用，可在 (V{OUT}) 和 GND 端子上測量 (V{OUT})；當 EN 為低電平時，MCP1640 禁用，(V_{OUT}) 浮空并與輸入斷開。

4.3.3 EN 和 (V_{OUT}) SEL 開關功能

4.3.4 可調 (V_{OUT}) 設置

可以使用電阻分壓器 RT 和 RB 來設置轉換器的輸出電壓。當 (V{OUT}) SEL 開關處于斷開或 OFF 位置時，輸出電壓可以使用以下公式計算： [R T{1}=R B{1} timesleft[left(frac{V{OUT }}{V{F B}}right)-1right]] 或 [R T{4}=R B{2} timesleft[left(frac{V{OUT }}{V{F B}}right)-1right]] 其中 (V{FB}=1.21V)。

五、原理圖和布局

附錄 A 包含了 MCP1640 同步升壓轉換器評估板的原理圖和布局圖，包括：

• 板原理圖
• 板頂部絲印和焊盤
• 板頂部銅層
• 板底部銅層

這些圖紙可以幫助工程師更好地理解評估板的電路結構和布局。

六、物料清單（BOM）

附錄 B 列出了構建 MCP1640 同步升壓轉換器評估板所需的零件，包括電容、電感、電阻、開關、測試點和芯片等。這些零件的選擇和規格對于評估板的性能至關重要。

七、總結

MCP1640 同步升壓轉換器評估板為工程師提供了一個方便的平臺，用于評估和開發基于 MCP1640 的電源應用。通過本使用指南，我們了解了評估板的基本信息、安裝與操作方法、原理圖和布局以及物料清單。在實際應用中，工程師可以根據具體需求對評估板進行調整和優化，以實現最佳的電源性能。大家在使用過程中有沒有遇到過什么特別的問題呢？歡迎在評論區分享交流。