MIC28514評估板：電子工程師的實用之選

在電子設計領域，一款優(yōu)秀的評估板能為工程師們提供便捷且高效的開發(fā)體驗。今天，我們就來深入了解一下Microchip的MIC28514評估板，看看它有哪些獨特之處以及如何在實際應用中發(fā)揮作用。

文件下載：ADM00804.pdf

一、評估板概述

1. 基本特性

MIC28514評估板是一款恒頻同步降壓控制器，采用了獨特的自適應導通時間控制架構。它的輸入電源范圍為4.5V至75V，輸出電壓可調節(jié)至低至0.6V，并且能確?！?%的精度。其開關頻率可編程，范圍從270 kHz到800 kHz，設計上針對300 kHz的開關頻率進行了優(yōu)化。

2. 主要功能特點

• 軟啟動時間選擇：具備軟啟動（SS）時間選擇引腳，用戶可以調整輸出軟啟動時間，從而減少啟動時來自電源的浪涌電流。
• 多檔輸出電壓：提供六種可選輸出電壓，分別為0.8V、1.2V、2.5V、3.3V、5V和12V，滿足不同應用場景的需求。
• 輔助自舉LDO：擁有輔助自舉低壓差（LDO），可從轉換器的輸出提供內部偏置電源，提高系統(tǒng)效率。
• 使能信號控制：具有邏輯電平使能（EN）信號，方便用戶啟用或禁用控制器。
• 預偏置輸出啟動：能夠單調啟動進入預偏置輸出。
• 電源良好信號：配備開漏電源良好信號（PG），用于指示輸出是否處于穩(wěn)壓狀態(tài)。

3. 評估板套件內容

該評估板套件包含MIC28514評估板（ADM00804）和重要信息表，為用戶提供了基本的使用資料。

二、安裝與操作

1. 系統(tǒng)和配置要求

MIC28514評估板僅需要一個具有至少5A電流能力的單電源。由于MIC28514內部有(V{DD}) LDO，因此無需外部線性穩(wěn)壓器為IC的內部偏置供電。在(V{IN }< +5.5 V)的應用中，應將(PV DD)連接到(V{IN })以繞過內部線性穩(wěn)壓器。輸出負載可以是無源或有源負載。需要注意的是，評估板沒有反極性保護，(V{IN })和GND端子施加負電壓可能會損壞設備，且板的最大(V_{IN })額定值為75V，超過此值可能會損壞設備。

2. 評估板設置步驟

• 連接電源：將電源連接到(V{IN })和GND端子，注意極性和電源范圍（(10 V < V{IN } < 75 V)）。使用電流表監(jiān)測(V{IN })電流，用電壓表監(jiān)測(V{IN })和GND端子的輸入電壓。在完成后續(xù)步驟前不要通電。
• 連接負載：將負載連接到(V{OUT })和GND端子，負載可以是無源（電阻性）或有源（電子）類型?？稍?V{OUT })端子和負載之間放置電流表以監(jiān)測輸出電流，并確保在(V_{OUT })端子監(jiān)測輸出電壓。
• 啟用輸入：評估板上提供了EN連接器，用戶可以通過在EN引腳施加外部邏輯信號將其拉低，或使用跳線將EN引腳短接到GND來關閉評估板的輸出。
• 開啟電源：開啟(V_{IN })電源，并驗證輸出電壓是否調節(jié)到特定的選定電壓。

三、電路詳細解析

1. 反饋電阻

評估板上的輸出電壓可通過跳線J10選擇，包括0.8V、1.2V、2.5V、3.3V、5V和12V。若需要設置其他電壓，可根據(jù)公式(R{bot}=frac{R{3} × V{REF}}{V{OUT}-V{REF}})修改(R{bot})電阻，其中(V{REF}=0.6V)，(R{3}=10 kOhm)。需要注意的是，由于輸出電容器的額定電壓為16V，輸出電壓不應設置超過15V；對于高于15V的輸出電壓，應使用額定電壓高于設定輸出電壓的輸出電容器。

2. SW節(jié)點

測試點J2（(V_{SW})）用于監(jiān)測開關波形，這是轉換器最關鍵的波形之一。

3. 電流限制

評估板使用低側MOSFET (R{DS(ON)})來感應電感電流。在每個開關周期中，通過監(jiān)測低側MOSFET在開關周期關斷期間（此時低側MOSFET導通）的電壓來感應電感電流。內部135 μA的電流源在外部電流限制電阻(R{CL})上產生電壓。(I{LIM})引腳電壓（(V{ILIM })）是低側MOSFET兩端電壓與電阻兩端電壓（(V{CL})）的差值。在150 ns的消隱時間后，將感應電壓(V{ILIM })與電源地（PGND）進行比較。如果低側MOSFET兩端的電壓降絕對值大于電流設置電阻兩端的電壓絕對值，MIC28514將觸發(fā)電流限制事件。連續(xù)八個電流限制事件將觸發(fā)打嗝模式，該模式包括軟啟動，可減少內部MOSFET的應力，并保護負載和電源免受嚴重短路情況的影響。短路電流限制可通過公式(R{11}=frac{(I{CLIM}+Delta I L{PP} × 0.5) × R{DS(ON)}}{I{CL}})進行編程，其中(I{CLIM})為所需的輸出電流限制，(Delta I L{PP})為電感電流峰 - 峰值，(R{DS(ON)})為低側功率MOSFET的導通電阻（25 mΩ），(I{CL})為電流限制源電流，典型值為135 μA。由于MOSFET的(R{DS(ON)})會隨溫度變化30% - 40%，建議在上述公式中的(I_{CLIM })上增加30%的余量，以避免因MOSFET結溫升高而導致的誤電流限制。

4. 環(huán)路增益測量

電阻R20串聯(lián)在調節(jié)器反饋路徑中。通過在電阻兩端連接阻抗分析儀，并選擇10Ω至50Ω之間的電阻值，可以測量控制環(huán)路增益。

5. 開關頻率設置

評估板是一款可調頻率的同步降壓轉換器，采用獨特的自適應導通時間控制架構。通過改變由(R{7})和(R{8})組成的電阻分壓器網絡，可以將開關頻率在270 kHz至800 kHz之間進行調整。估計的開關頻率可通過公式(f{SW}=f{0} × frac{R{8}}{R{7}+R{8}})計算，其中(f{0})是FREQ引腳連接到輸入電壓時的開關頻率，典型值為800 kHz。由于評估板設計針對300 kHz的開關頻率進行了優(yōu)化，如果將開關頻率編程到較低或較高端，則需要對設計進行優(yōu)化。

6. 軟啟動時間設置

通過將電容器從SS連接到(AGND)，可以設置輸出電壓的軟啟動時間。電容器的值可根據(jù)公式(C{3}=frac{I{SS} × t{SS}}{V{REF}})計算，其中(I{SS})為內部軟啟動電流（典型值為1.4 μA），(t{SS})為輸出軟啟動時間，(V_{REF})為參考電壓（0.6V）。

7. 輔助自舉LDO（EXTVDD）

評估板的輔助自舉LDO可從轉換器輸出電壓為MIC28514內部電路提供偏置電源，從而提高系統(tǒng)效率。當EXTVDD引腳的電壓高于4.6V（典型值）時，該LDO啟用，同時從(V_{IN})工作的主LDO禁用，以降低功耗。如果調節(jié)器輸出電壓≥5V且≤12V，可使用輸出電壓為MIC28514供電，這將提高系統(tǒng)效率?？梢酝ㄟ^短接J1跳線來使用輸出電壓作為EXTVDD。

四、總結

MIC28514評估板為電子工程師提供了一個功能豐富、易于使用的開發(fā)平臺。其多種輸出電壓選擇、靈活的參數(shù)設置以及高效的電源管理功能，使其適用于各種電子設備的開發(fā)。在實際應用中，工程師們可以根據(jù)具體需求對評估板進行進一步的優(yōu)化和調整，以實現(xiàn)最佳的性能。你在使用類似評估板時遇到過哪些問題呢？歡迎在評論區(qū)分享你的經驗和見解。