探索MCP16251和MCP1640B同步升壓轉(zhuǎn)換器評(píng)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(guān)重要。Microchip的MCP16251和MCP1640B同步升壓轉(zhuǎn)換器評(píng)估板為我們提供了一個(gè)優(yōu)秀的測(cè)試和評(píng)估平臺(tái)，下面就來詳細(xì)了解一下這款評(píng)估板。

文件下載：ADM00458.pdf

一、產(chǎn)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(zhuǎn)換器。它們能為單節(jié)、雙節(jié)或三節(jié)堿性、鎳鎘、鎳氫電池，以及單節(jié)鋰離子或鋰聚合物電池供電的應(yīng)用提供簡(jiǎn)單易用的電源解決方案，且所需外部組件極少。

• MCP16251：能自動(dòng)選擇脈沖寬度調(diào)制（PWM）或脈沖頻率調(diào)制（PFM）以實(shí)現(xiàn)最佳效率。它具有極低的靜態(tài)電流（輸出端測(cè)量，非開關(guān)狀態(tài)下為4μA）、較寬的輸入電壓范圍（0.35 - 5.5V）和低啟動(dòng)電壓（1mA負(fù)載電流下為0.82V）。
• MCP1640B：是僅支持PWM的控制器，典型靜態(tài)電流（輸出端測(cè)量，非開關(guān)狀態(tài)下）為19μA，輸入電壓范圍同樣是0.35 - 5.5V，1mA負(fù)載電流下啟動(dòng)電壓為0.65V。

這兩款器件的主要區(qū)別在于MCP16251靜態(tài)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(píng)估板旨在展示MCP16251的低靜態(tài)電流和MCP1640B的低噪聲輸出特性。

1.2 評(píng)估板用途

MCP16251和MCP1640B同步升壓轉(zhuǎn)換器評(píng)估板用于評(píng)估和演示Microchip的這兩款產(chǎn)品。它能展示MCP16251/MCP1640B在兩種升壓轉(zhuǎn)換器應(yīng)用中的表現(xiàn)，支持多種輸出電壓，可用于評(píng)估兩種封裝選項(xiàng)。該評(píng)估板有助于工程師縮短產(chǎn)品設(shè)計(jì)周期。

1.3 評(píng)估板內(nèi)容

評(píng)估板套件包含MCP16251和MCP1640B同步升壓轉(zhuǎn)換器評(píng)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(nèi)調(diào)節(jié)輸出電壓，單節(jié)1.2V電池供電時(shí)，3.3V輸出下通常可提供超過100mA的負(fù)載電流。輸入電壓范圍為0.35 - 5.5V，啟動(dòng)電壓低至0.65V，且具有真正斷開關(guān)機(jī)選項(xiàng)。
• MCP16251：可在1.8 - 5.5V范圍內(nèi)調(diào)節(jié)輸出電壓，單節(jié)堿性電池供電時(shí)，3.3V輸出下至少可提供75mA的負(fù)載電流。它具備PWM和PFM兩種工作模式，并能自動(dòng)選擇最佳模式以提高效率。

2.2 評(píng)估板特點(diǎn)

• 供電靈活：可由單節(jié)、雙節(jié)或三節(jié)堿性、鎳鎘、鎳氫電池，以及單節(jié)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(guān)選擇2.0V、3.3V或5.0V。
• 輸出電流：3.3V輸出、1.5V輸入時(shí)典型輸出電流為125mA；5.0V輸出、3V輸入時(shí)典型輸出電流為200mA。
• 啟動(dòng)電壓：MCP16251轉(zhuǎn)換器啟動(dòng)電壓為0.82V，MCP1640B轉(zhuǎn)換器啟動(dòng)電壓為0.65V（3.3V輸出、1mA負(fù)載、電阻性負(fù)載條件下）。
• 工作模式：MCP16251轉(zhuǎn)換器具有自動(dòng)PFM/PWM操作功能，PWM開關(guān)頻率為500kHz。
• 控制功能：可通過板上的迷你撥碼開關(guān)選擇使能狀態(tài)，同時(shí)具備峰值輸入電流限制（MCP1640為800mA，MCP16251為650mA）和過溫保護(hù)功能。

2.3 開始使用

評(píng)估板已完全組裝并測(cè)試，可用于評(píng)估和演示MCP16251和MCP1640B產(chǎn)品，但需要使用外部實(shí)驗(yàn)室電源和負(fù)載。

2.3.1 電源輸入和輸出連接

• 供電：板上有焊接好的測(cè)試點(diǎn)用于輸入電壓連接，最大輸入電壓不應(yīng)超過6.0V。當(dāng)輸入電壓大于等于輸出電壓時(shí)，輸出電壓將無法保持穩(wěn)定。評(píng)估板有兩個(gè)獨(dú)立的電路應(yīng)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(guān)選擇。
• 負(fù)載連接：板上有焊接好的測(cè)試點(diǎn)用于連接負(fù)載，開關(guān)峰值電流限制可提供安全的最大電流值。轉(zhuǎn)換器的最大輸出電流會(huì)隨輸入和輸出電壓變化，具體可參考MCP16251/2和MCP1640/B/C/D的數(shù)據(jù)手冊(cè)。

2.3.2 上電步驟

1. 將系統(tǒng)負(fù)載連接到 (V{OUT}) 和GND端子，最大負(fù)載隨輸入和輸出電壓變化（具體參考數(shù)據(jù)手冊(cè)），負(fù)載正極連接 (V{OUT}) ，負(fù)極連接GND。
2. 使用 (V_{OUT}) SEL迷你撥碼開關(guān)設(shè)置所需的輸出電壓。
3. 使用EN迷你撥碼開關(guān)打開或關(guān)閉設(shè)備。
4. 當(dāng)EN設(shè)置為ON或高電平時(shí)，轉(zhuǎn)換器啟用，可在 (V{OUT}) 和GND端子測(cè)量輸出電壓；當(dāng)EN為低電平時(shí)，轉(zhuǎn)換器禁用， (V{OUT}) 浮空且與輸入斷開。

2.3.3 開關(guān)功能

2.3.4 可調(diào)輸出電壓設(shè)置

可使用電阻分壓器RT和RB設(shè)置轉(zhuǎn)換器的輸出電壓。通過將 (V{OUT}) SEL開關(guān)設(shè)置為ON或OFF位置，可使用以下公式計(jì)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(jì)算反饋回路，則不應(yīng)使用 (V{OUT}) SEL開關(guān)，因?yàn)樗鼤?huì)與計(jì)算出的組件并聯(lián)一個(gè)電阻。

三、附錄信息

3.1 原理圖和布局

附錄包含評(píng)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(píng)估板的電路結(jié)構(gòu)。

3.2 物料清單

物料清單詳細(xì)列出了評(píng)估板所使用的組件，包括4個(gè)半球形緩沖墊、多個(gè)電容、電感、電阻、開關(guān)、測(cè)試點(diǎn)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(biāo)準(zhǔn)的組件。

四、總結(jié)

MCP16251和MCP1640B同步升壓轉(zhuǎn)換器評(píng)估板為工程師提供了一個(gè)全面的測(cè)試平臺(tái)，能幫助我們深入了解這兩款升壓轉(zhuǎn)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(hù)功能，使其在各種電源應(yīng)用中具有很大的優(yōu)勢(shì)。大家在實(shí)際設(shè)計(jì)中，不妨考慮使用這款評(píng)估板來加速產(chǎn)品開發(fā)，你在使用類似評(píng)估板時(shí)遇到過哪些問題呢？歡迎在評(píng)論區(qū)分享交流。