MIC33153評(píng)估板：高效開關(guān)穩(wěn)壓器的評(píng)估利器

在電子設(shè)計(jì)領(lǐng)域，一款性能出色的開關(guān)穩(wěn)壓器評(píng)估板對(duì)于工程師來(lái)說(shuō)至關(guān)重要。今天我們就來(lái)深入了解一下MIC33153評(píng)估板，它能幫助我們?cè)u(píng)估MIC33153這款集成度高、性能卓越的開關(guān)穩(wěn)壓器。

文件下載：MIC33153-4YHJ-EV.pdf

一、MIC33153概述

MIC33153是一款完全集成的1.2A、4MHz開關(guān)穩(wěn)壓器，具有HyperLight Load?模式、Power Good（PG）輸出指示和可編程軟啟動(dòng)功能。它在整個(gè)輸出電流范圍內(nèi)都具有很高的效率，工作時(shí)靜態(tài)電流僅為22μA。其3.5mm x 3.0mm x 0.9mm的MLF封裝，結(jié)合4MHz的開關(guān)頻率，僅需兩個(gè)外部輸入和輸出電容，就能實(shí)現(xiàn)高度小于1mm的緊湊解決方案。此外，它能在最苛刻的條件下提供精確的輸出電壓調(diào)節(jié)，對(duì)負(fù)載瞬變響應(yīng)極快，輸出電壓紋波極小。

二、評(píng)估板使用要求與注意事項(xiàng)

要求

評(píng)估板需要一個(gè)2.7V至5.5V可調(diào)的5W單路臺(tái)式電源。負(fù)載可以是有源（電子負(fù)載）或無(wú)源（電阻），且需具備5W的散熱能力。雖然使用示波器查看電路波形是理想的，但并非必需。對(duì)于最簡(jiǎn)單的測(cè)試，需要兩個(gè)電壓表來(lái)測(cè)量輸入和輸出電壓；進(jìn)行效率測(cè)量時(shí)，則需要兩個(gè)電壓表和兩個(gè)電流表，以防止測(cè)量誤差。

注意事項(xiàng)

評(píng)估板沒有輸入反向保護(hù)，連接輸入電源時(shí)要特別注意極性正確。

三、評(píng)估板使用步驟

1. 連接電源

將外部電源連接到(V{IN})（TP4）端子和GND（TP3）。在電源輸出禁用的情況下，將其電壓設(shè)置為所需值（2.7V ≤ (V{IN}) ≤ 5.5V）?？梢栽谳斎腚娫春?V{IN})（TP4）端子之間放置一個(gè)電流表，但要注意監(jiān)測(cè)(V{IN})（TP4）端子處的電源電壓，因?yàn)殡娏鞅砗?或電源線電阻可能會(huì)降低提供給設(shè)備的電壓。

2. 連接負(fù)載

將負(fù)載連接到(Vout)（TP1）和地（TP 2）端子。負(fù)載可以是有源或無(wú)源（電阻性）的?？梢栽谪?fù)載和輸出端子之間放置一個(gè)電流表，并確保在(Vout)（TP1）端子處監(jiān)測(cè)輸出電壓。

3. 啟用MIC33153

MIC33153評(píng)估板有一個(gè)上拉電阻（R4）連接到(V_{IN})。默認(rèn)情況下，當(dāng)輸入電壓 > 2.7V時(shí)，輸出電壓將啟用。也可以向EN（TP6）端子施加低于0.5V的電壓。

4. 監(jiān)測(cè)Power Good（PG）

評(píng)估板提供了一個(gè)PG測(cè)試點(diǎn)（TP5）來(lái)監(jiān)測(cè)Power Good功能。當(dāng)輸出電壓達(dá)到其標(biāo)稱電壓的92%后約70μs，PG輸出將變?yōu)楦唠娖剑?Vout)）。

四、關(guān)鍵參數(shù)設(shè)置

軟啟動(dòng)電容

MIC33153的SS引腳有一個(gè)標(biāo)稱270kΩ的電阻對(duì)電容充電，使輸出具有可控的軟啟動(dòng)特性。將C3設(shè)置為100pF可使啟動(dòng)時(shí)間最短，啟動(dòng)時(shí)間可由公式(T{SS}=270 × 10^{3} × ln (10) × C{SS})確定。軟啟動(dòng)電容的作用是控制內(nèi)部參考電壓在其標(biāo)稱穩(wěn)態(tài)值的0%至100%之間的上升時(shí)間。

反饋電阻（R1, R2）

對(duì)于可調(diào)輸出，輸出電壓標(biāo)稱設(shè)置為1.8V。可以通過(guò)調(diào)整反饋分壓器中的上拉電阻R1來(lái)改變輸出電壓，計(jì)算公式為(R 1=R 2 × V{REF} /(V{O}-V{REF}))，其中(V{REF}=0.62V)。文檔中還給出了不同輸出電壓對(duì)應(yīng)的R1和R2的示例值。

前饋電容C4

通常情況下，前饋電容C4不安裝，因?yàn)樨?fù)載瞬態(tài)調(diào)節(jié)已經(jīng)非常好。但安裝一個(gè)電容在C4處可以將快速輸出電壓偏差直接注入反饋比較器，從而略微改善負(fù)載調(diào)節(jié)，但會(huì)在較高負(fù)載時(shí)略微增加輸出噪聲。建議使用100pF至1nF之間的值以防止不穩(wěn)定。

五、HyperLight Load?模式

MIC33153采用了最小導(dǎo)通和關(guān)斷時(shí)間的專有控制回路（由Micrel專利）。當(dāng)輸出電壓低于調(diào)節(jié)閾值時(shí)，誤差比較器開始一個(gè)開關(guān)周期，使PMOS導(dǎo)通并保持最小導(dǎo)通時(shí)間，從而提高輸出電壓。如果輸出電壓超過(guò)調(diào)節(jié)閾值，誤差比較器將PMOS關(guān)斷最小關(guān)斷時(shí)間，直到輸出降至閾值以下。NMOS作為理想整流器，在PMOS關(guān)斷時(shí)導(dǎo)通。使用NMOS開關(guān)而不是二極管可以降低開關(guān)器件導(dǎo)通時(shí)的電壓降。PMOS和NMOS之間的異步開關(guān)組合使控制回路在輕負(fù)載操作時(shí)以不連續(xù)模式工作，此時(shí)MIC33153以脈沖頻率調(diào)制（PFM）方式調(diào)節(jié)輸出。隨著輸出電流增加，關(guān)斷時(shí)間減少，為輸出提供更多能量。這種開關(guān)方案僅在需要時(shí)進(jìn)行開關(guān)，提高了MIC33153在輕負(fù)載電流時(shí)的效率。當(dāng)負(fù)載電流增加時(shí)，MIC33153進(jìn)入連續(xù)導(dǎo)通模式（CCM），并以4MHz為中心的頻率進(jìn)行開關(guān)。進(jìn)入連續(xù)導(dǎo)通模式的負(fù)載可以通過(guò)公式(LOAD >frac{(V{IN } V{OUT }) × D}{2 L × f})近似計(jì)算。例如，當(dāng)(V{IN}=3.6V)，(V{OUT }=1.8V)，(D = 0.5)，(f = 4MHz)，電感為0.47μH時(shí)，設(shè)備將在約200mA時(shí)進(jìn)入HyperLight Load?模式或PWM模式。

六、評(píng)估板物料清單

評(píng)估板分為固定輸出和可調(diào)輸出兩種類型，它們的物料清單有所不同，但都包含了電容、電阻和穩(wěn)壓器等關(guān)鍵元件。具體的物料清單在文檔中有詳細(xì)列出，包括元件的型號(hào)、制造商、描述和數(shù)量等信息。

通過(guò)對(duì)MIC33153評(píng)估板的詳細(xì)了解，我們可以看到它為工程師提供了一個(gè)全面評(píng)估MIC33153性能的平臺(tái)。在實(shí)際設(shè)計(jì)中，工程師可以根據(jù)具體需求合理設(shè)置參數(shù)，充分發(fā)揮MIC33153的優(yōu)勢(shì)。大家在使用評(píng)估板的過(guò)程中，有沒有遇到過(guò)什么有趣的問(wèn)題或者獨(dú)特的解決方案呢？歡迎在評(píng)論區(qū)分享。