UCC39411低功耗同步升壓轉(zhuǎn)換器評估套件設(shè)計解析

在電子設(shè)計領(lǐng)域，低功耗同步升壓轉(zhuǎn)換器的應用越來越廣泛。UCC39411/2/3評估套件為工程師提供了一個評估該系列低功耗同步升壓轉(zhuǎn)換器在典型應用電路中性能的平臺。下面我們就來詳細了解一下這個評估套件的相關(guān)設(shè)計要點。

文件下載：UCC39411EVM.pdf

評估套件概述

UCC39411/2/3評估套件可用于評估UCC39411/2/3低功耗同步升壓轉(zhuǎn)換器在典型應用電路中的性能。其原理圖如圖1所示，該套件可以配置為評估UCC39411系列的任何版本。

UCC39411/2/3的特性

封裝與供電特性

• 封裝：采用8引腳TSSOP封裝。
• 啟動與工作電壓：在(VBAT ≥1V)的滿載條件下可保證啟動，啟動后可低至0.5V工作。
• 輸入電壓范圍：具有1V至3.2V的寬輸入電壓范圍。
• 輸出功率：當(VBAT)低至0.8V時，可提供200mW的輸出功率。
• 二次電源：可通過單個電感器提供二次電源電壓。

功能特性

• 關(guān)斷功能：關(guān)斷時輸出完全斷開。
• 控制模式：采用自適應電流模式控制，以實現(xiàn)最佳效率。
• 低關(guān)斷電流：具有低關(guān)斷電源電流。
• 復位功能：內(nèi)置可編程復位脈沖寬度的復位功能。

輸出電壓編程

評估板出廠時，UCC39411可調(diào)版本已編程為3.3V輸出。對于UCC39411可調(diào)版本，輸出電壓由電阻分壓器R1和R2根據(jù)1.25V的內(nèi)部參考電壓進行編程，公式為(V_{OUT }=1.25 cdotleft(1+frac{R 1}{R 2}right))。需要注意的是，反饋引腳的戴維南阻抗必須大于200kΩ。在設(shè)計UCC39411 IC（可調(diào)輸出）時，必須安裝電容C5，否則會導致輸出電壓紋波過大。

芯片關(guān)斷

可以使用SW1來關(guān)斷芯片并禁用輸出。將SW1切換到關(guān)閉位置會將SD/FB引腳（引腳4）拉至地，從而關(guān)斷芯片；將SW1切換到開啟位置會使SD/FB引腳浮空，從而啟用芯片。

元件選擇

電感器選擇

在大多數(shù)應用中，22μH的電感值效果最佳，但10μH至100μH之間的值也是可以接受的。較低值的電感器通常具有較低的ESR和較小的物理尺寸。由于滯回控制器的特性，較大的電感值通常會導致更大的整體電壓紋波。建議電感的ESR在滿載運行時小于0.15Ω。

輸出電容器選擇

一旦選擇了電感值，輸出電容器的值將決定輸出紋波電壓。最壞情況下的峰 - 峰紋波電壓由輸出電容器的ESR和電容值兩個因素決定，公式為(Delta V=frac{I{C L}^{2} cdot L}{2 cdot C cdotleft(V{O}-V{B A T}right)}+I{C L} cdot E S R{C{O U T}})。評估板配備了一個ESR為100mΩ的100μF Sprague鉭表面貼裝電容器，在200mW輸出時輸出電壓紋波為20mVP - P。

輸入和VGD電容器選擇

UCC39411在VBAT上不需要大的去耦電容即可正常工作，大多數(shù)應用中10μF的電容就足夠了。當電容值足夠大以去耦源阻抗時，可實現(xiàn)最佳效率。在VGD上使用10μF的電容應該足以在滿載條件下保證UCC39411的正常運行。

復位周期設(shè)置

RESET引腳（開漏）提供有關(guān)VOUT狀態(tài)的指示。如果VOUT降至其標稱值的10%以下，RESET（引腳5）將變?yōu)榈碗娖?。上電時，RESET將保持低電平，直到輸出達到其標稱值的90%且復位周期已過。復位周期由放置在CT（引腳6）上的電容設(shè)置，公式為(T_{R E S E T}=C T cdot 2.5 × 10^{6})秒。

莫仕連接器

除了安裝在板上的AA電池座外，還有一個5引腳的莫仕連接器供用戶根據(jù)需要進行接口連接。連接器的引腳排列如圖1所示，連接器的引腳1位于電路板的左上角。

重要注意事項

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在使用UCC39411低功耗同步升壓轉(zhuǎn)換器進行設(shè)計時，工程師們需要綜合考慮以上各個方面的因素，以確保設(shè)計的電路能夠滿足實際應用的需求。大家在實際設(shè)計過程中遇到過哪些類似的挑戰(zhàn)呢？歡迎在評論區(qū)分享交流。