MCP1640 同步升壓轉(zhuǎn)換器評(píng)估板使用指南

一、前言

在電子設(shè)計(jì)領(lǐng)域，電源管理是一個(gè)至關(guān)重要的環(huán)節(jié)。Microchip Technology 推出的 MCP1640 同步升壓轉(zhuǎn)換器評(píng)估板，為工程師們提供了一個(gè)便捷的工具，用于評(píng)估和開(kāi)發(fā)相關(guān)電源應(yīng)用。這份使用指南將詳細(xì)介紹該評(píng)估板的各個(gè)方面，幫助大家更好地使用它。

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二、文檔說(shuō)明

2.1 文檔布局

本文檔主要分為四個(gè)部分：

• 第一部分“產(chǎn)品概述”：介紹 MCP1640 同步升壓轉(zhuǎn)換器評(píng)估板的基本信息。
• 第二部分“安裝與操作”：指導(dǎo)如何開(kāi)始使用評(píng)估板，并描述其功能。
• 附錄 A“原理圖和布局”：展示評(píng)估板的原理圖和布局圖。
• 附錄 B“物料清單（BOM）”：列出構(gòu)建評(píng)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(hào)來(lái)表示不同的內(nèi)容，例如：

• Arial 字體的斜體字符表示引用的書(shū)籍或強(qiáng)調(diào)的文本。
• 粗體字符表示對(duì)話(huà)框按鈕。
• 帶尖括號(hào)的文本表示鍵盤(pán)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(shù)據(jù)手冊(cè)（DS22234）：提供 MCP1640 器件的詳細(xì)信息。
• AN1311，單電池輸入升壓轉(zhuǎn)換器設(shè)計(jì)（DS01311）：詳細(xì)介紹 MCP1640 器件在特定應(yīng)用中的使用方法。

2.4 Microchip 網(wǎng)站

Microchip 通過(guò)其網(wǎng)站（www.microchip.com）提供在線(xiàn)支持，包含產(chǎn)品支持、技術(shù)支持和業(yè)務(wù)相關(guān)信息，如數(shù)據(jù)手冊(cè)、常見(jiàn)問(wèn)題解答、產(chǎn)品選擇器等。

2.5 客戶(hù)支持

用戶(hù)可以通過(guò)以下渠道獲得 Microchip 產(chǎn)品的支持：

• 經(jīng)銷(xiāo)商或代表
• 當(dāng)?shù)劁N(xiāo)售辦公室
• 現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用工程師（FAE）
• 技術(shù)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(fā)布。

三、產(chǎn)品概述

3.1 MCP1640 簡(jiǎn)介

MCP1640 是一款緊湊、高效、固定頻率的升壓 DC - DC 轉(zhuǎn)換器。它適用于由單節(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的應(yīng)用。該轉(zhuǎn)換器具有以下特點(diǎn)：

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

3.2 評(píng)估板用途

MCP1640 同步升壓轉(zhuǎn)換器評(píng)估板用于評(píng)估和演示 Microchip 的 MCP1640 產(chǎn)品。它可以展示 MCP1640 在兩種升壓轉(zhuǎn)換器應(yīng)用中的表現(xiàn)，支持三種常見(jiàn)輸出電壓（2.0V、3.3V 和 5.0V）的選擇，可通過(guò)迷你撥碼開(kāi)關(guān)改變外部電阻分壓器來(lái)調(diào)整輸出電壓。此外，還可以評(píng)估兩種封裝選項(xiàng)。

3.3 評(píng)估板內(nèi)容

評(píng)估板套件包括：

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

四、安裝與操作

4.1 MCP1640 特點(diǎn)

MCP1640 是一款同步升壓 DC - DC 轉(zhuǎn)換器，具有以下特點(diǎn)：

• 適用于多種電池供電應(yīng)用和分布式 3.3V 至 5.0V 應(yīng)用。
• 能夠在 2.0V 至 5.5V 的寬范圍內(nèi)調(diào)節(jié)輸出電壓，在 1.2V 單節(jié)電池供電時(shí)，典型情況下可在 3.3V 輸出時(shí)提供超過(guò) 100mA 的負(fù)載電流。
• 輸入電壓范圍為 0.35V 至 5.5V，啟動(dòng)電壓低至 0.65V。
• 具有自動(dòng) PWM / PFM 轉(zhuǎn)換以?xún)?yōu)化效率。
• 低靜態(tài)電流（PFM 模式下 20μA，待機(jī)模式下 1μA）。
• 多種可選擇的邏輯控制關(guān)機(jī)狀態(tài)（真正的負(fù)載斷開(kāi)或“旁路”，輸出連接到輸入）。
• 低噪聲和不連續(xù)電流抗振鈴控制。

4.2 評(píng)估板特點(diǎn)

評(píng)估板具有以下特點(diǎn)：

• 可由單節(jié)、雙節(jié)或三節(jié)堿性、鎳鎘、鎳氫、單節(jié)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(dòng)后負(fù)載為 1mA，且 (V{IN} leq V{OUT})。
• 固定輸出電壓可通過(guò)板上的迷你撥碼開(kāi)關(guān)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(shí) 3.3V 輸出為 100mA，在 3.3V 輸入時(shí) 5.0V 輸出為 300mA。
• 啟動(dòng)電壓：在 (V{IN} = 1.2V)，(V{OUT} = 3.3V) 且 (I_{OUT} = 1mA) 電阻負(fù)載下為 0.65V。
• 自動(dòng) PFM / PWM 操作。
• PWM 開(kāi)關(guān)頻率為 500kHz。
• 啟用狀態(tài)可通過(guò)板上的迷你撥碼開(kāi)關(guān)選擇。
• 具有峰值輸入電流限制。
• 過(guò)溫保護(hù)（當(dāng)管芯溫度超過(guò) 150°C 時(shí)，有 10°C 滯后）。

4.3 開(kāi)始使用

4.3.1 電源輸入和輸出連接

• 評(píng)估板提供了用于輸入電壓連接的焊接測(cè)試點(diǎn)，最大輸入電壓不應(yīng)超過(guò) 6.0V。當(dāng)輸入電壓大于或等于輸出電壓時(shí)，輸出電壓將無(wú)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 MCP1640 的 SOT - 23 - 6 和 DFN - 8 封裝。SOT - 23 - 6 封裝有兩個(gè)輸出電壓設(shè)置（2.0V 和 3.3V），DFN - 8 封裝有兩個(gè)輸出電壓設(shè)置（3.3V 和 5.0V），均可通過(guò)板上的迷你撥碼開(kāi)關(guān)選擇。
• 評(píng)估板還提供了用于連接負(fù)載的焊接測(cè)試點(diǎn)，MCP1640 的開(kāi)關(guān)峰值電流限制可提供安全的最大電流值，最大輸出電流會(huì)隨輸入和輸出電壓而變化，具體信息可參考 MCP1640 數(shù)據(jù)手冊(cè)。

4.3.2 板上電步驟

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而異，可參考 MCP1640 數(shù)據(jù)手冊(cè)。通常，MCP1640 可以在 1.2V 輸入時(shí)為 3.3V 輸出提供 100mA 的電流。將負(fù)載的正極連接到 (V{OUT})，負(fù)極連接到地（GND）。
2. 使用 (V_{OUT}) SEL 迷你撥碼開(kāi)關(guān)設(shè)置所需的輸出電壓。
3. 使用 EN 迷你撥碼開(kāi)關(guān)將啟用狀態(tài)設(shè)置為所需狀態(tài)。
4. 當(dāng) EN 設(shè)置為 ON 或高電平時(shí)，MCP1640 啟用，可在 (V{OUT}) 和 GND 端子上測(cè)量 (V{OUT})；當(dāng) EN 為低電平時(shí)，MCP1640 禁用，(V_{OUT}) 浮空并與輸入斷開(kāi)。

4.3.3 EN 和 (V_{OUT}) SEL 開(kāi)關(guān)功能

4.3.4 可調(diào) (V_{OUT}) 設(shè)置

可以使用電阻分壓器 RT 和 RB 來(lái)設(shè)置轉(zhuǎn)換器的輸出電壓。當(dāng) (V{OUT}) SEL 開(kāi)關(guān)處于斷開(kāi)或 OFF 位置時(shí)，輸出電壓可以使用以下公式計(jì)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(zhuǎn)換器評(píng)估板的原理圖和布局圖，包括：

• 板原理圖
• 板頂部絲印和焊盤(pán)
• 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(píng)估板的電路結(jié)構(gòu)和布局。

六、物料清單（BOM）

附錄 B 列出了構(gòu)建 MCP1640 同步升壓轉(zhuǎn)換器評(píng)估板所需的零件，包括電容、電感、電阻、開(kāi)關(guān)、測(cè)試點(diǎn)和芯片等。這些零件的選擇和規(guī)格對(duì)于評(píng)估板的性能至關(guān)重要。

七、總結(jié)

MCP1640 同步升壓轉(zhuǎn)換器評(píng)估板為工程師提供了一個(gè)方便的平臺(tái)，用于評(píng)估和開(kāi)發(fā)基于 MCP1640 的電源應(yīng)用。通過(guò)本使用指南，我們了解了評(píng)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(shí)際應(yīng)用中，工程師可以根據(jù)具體需求對(duì)評(píng)估板進(jìn)行調(diào)整和優(yōu)化，以實(shí)現(xiàn)最佳的電源性能。大家在使用過(guò)程中有沒(méi)有遇到過(guò)什么特別的問(wèn)題呢？歡迎在評(píng)論區(qū)分享交流。