MIC28514評(píng)估板：電子工程師的實(shí)用之選

在電子設(shè)計(jì)領(lǐng)域，一款優(yōu)秀的評(píng)估板能為工程師們提供便捷且高效的開發(fā)體驗(yàn)。今天，我們就來深入了解一下Microchip的MIC28514評(píng)估板，看看它有哪些獨(dú)特之處以及如何在實(shí)際應(yīng)用中發(fā)揮作用。

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一、評(píng)估板概述

1. 基本特性

MIC28514評(píng)估板是一款恒頻同步降壓控制器，采用了獨(dú)特的自適應(yīng)導(dǎo)通時(shí)間控制架構(gòu)。它的輸入電源范圍為4.5V至75V，輸出電壓可調(diào)節(jié)至低至0.6V，并且能確?！?%的精度。其開關(guān)頻率可編程，范圍從270 kHz到800 kHz，設(shè)計(jì)上針對(duì)300 kHz的開關(guān)頻率進(jìn)行了優(yōu)化。

2. 主要功能特點(diǎn)

• 軟啟動(dòng)時(shí)間選擇：具備軟啟動(dòng)（SS）時(shí)間選擇引腳，用戶可以調(diào)整輸出軟啟動(dòng)時(shí)間，從而減少啟動(dòng)時(shí)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(yīng)用場(chǎng)景的需求。
• 輔助自舉LDO：擁有輔助自舉低壓差（LDO），可從轉(zhuǎn)換器的輸出提供內(nèi)部偏置電源，提高系統(tǒng)效率。
• 使能信號(hào)控制：具有邏輯電平使能（EN）信號(hào)，方便用戶啟用或禁用控制器。
• 預(yù)偏置輸出啟動(dòng)：能夠單調(diào)啟動(dòng)進(jìn)入預(yù)偏置輸出。
• 電源良好信號(hào)：配備開漏電源良好信號(hào)（PG），用于指示輸出是否處于穩(wěn)壓狀態(tài)。

3. 評(píng)估板套件內(nèi)容

該評(píng)估板套件包含MIC28514評(píng)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(píng)估板僅需要一個(gè)具有至少5A電流能力的單電源。由于MIC28514內(nèi)部有(V{DD}) LDO，因此無需外部線性穩(wěn)壓器為IC的內(nèi)部偏置供電。在(V{IN }< +5.5 V)的應(yīng)用中，應(yīng)將(PV DD)連接到(V{IN })以繞過內(nèi)部線性穩(wěn)壓器。輸出負(fù)載可以是無源或有源負(fù)載。需要注意的是，評(píng)估板沒有反極性保護(hù)，(V{IN })和GND端子施加負(fù)電壓可能會(huì)損壞設(shè)備，且板的最大(V_{IN })額定值為75V，超過此值可能會(huì)損壞設(shè)備。

2. 評(píng)估板設(shè)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(cè)(V{IN })電流，用電壓表監(jiān)測(cè)(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(fù)載：將負(fù)載連接到(V{OUT })和GND端子，負(fù)載可以是無源（電阻性）或有源（電子）類型?？稍?V{OUT })端子和負(fù)載之間放置電流表以監(jiān)測(cè)輸出電流，并確保在(V_{OUT })端子監(jiān)測(cè)輸出電壓。
• 啟用輸入：評(píng)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(hào)將其拉低，或使用跳線將EN引腳短接到GND來關(guān)閉評(píng)估板的輸出。
• 開啟電源：開啟(V_{IN })電源，并驗(yàn)證輸出電壓是否調(diào)節(jié)到特定的選定電壓。

三、電路詳細(xì)解析

1. 反饋電阻

評(píng)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(shè)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(yīng)設(shè)置超過15V；對(duì)于高于15V的輸出電壓，應(yīng)使用額定電壓高于設(shè)定輸出電壓的輸出電容器。

2. SW節(jié)點(diǎn)

測(cè)試點(diǎn)J2（(V_{SW})）用于監(jiān)測(cè)開關(guān)波形，這是轉(zhuǎn)換器最關(guān)鍵的波形之一。

3. 電流限制

評(píng)估板使用低側(cè)MOSFET (R{DS(ON)})來感應(yīng)電感電流。在每個(gè)開關(guān)周期中，通過監(jiān)測(cè)低側(cè)MOSFET在開關(guān)周期關(guān)斷期間（此時(shí)低側(cè)MOSFET導(dǎo)通）的電壓來感應(yīng)電感電流。內(nèi)部135 μA的電流源在外部電流限制電阻(R{CL})上產(chǎn)生電壓。(I{LIM})引腳電壓（(V{ILIM })）是低側(cè)MOSFET兩端電壓與電阻兩端電壓（(V{CL})）的差值。在150 ns的消隱時(shí)間后，將感應(yīng)電壓(V{ILIM })與電源地（PGND）進(jìn)行比較。如果低側(cè)MOSFET兩端的電壓降絕對(duì)值大于電流設(shè)置電阻兩端的電壓絕對(duì)值，MIC28514將觸發(fā)電流限制事件。連續(xù)八個(gè)電流限制事件將觸發(fā)打嗝模式，該模式包括軟啟動(dòng)，可減少內(nèi)部MOSFET的應(yīng)力，并保護(hù)負(fù)載和電源免受嚴(yán)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(jìn)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(cè)功率MOSFET的導(dǎo)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(huì)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(jié)溫升高而導(dǎo)致的誤電流限制。

4. 環(huán)路增益測(cè)量

電阻R20串聯(lián)在調(diào)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(cè)量控制環(huán)路增益。

5. 開關(guān)頻率設(shè)置

評(píng)估板是一款可調(diào)頻率的同步降壓轉(zhuǎn)換器，采用獨(dú)特的自適應(yīng)導(dǎo)通時(shí)間控制架構(gòu)。通過改變由(R{7})和(R{8})組成的電阻分壓器網(wǎng)絡(luò)，可以將開關(guān)頻率在270 kHz至800 kHz之間進(jìn)行調(diào)整。估計(jì)的開關(guān)頻率可通過公式(f{SW}=f{0} × frac{R{8}}{R{7}+R{8}})計(jì)算，其中(f{0})是FREQ引腳連接到輸入電壓時(shí)的開關(guān)頻率，典型值為800 kHz。由于評(píng)估板設(shè)計(jì)針對(duì)300 kHz的開關(guān)頻率進(jìn)行了優(yōu)化，如果將開關(guān)頻率編程到較低或較高端，則需要對(duì)設(shè)計(jì)進(jìn)行優(yōu)化。

6. 軟啟動(dòng)時(shí)間設(shè)置

通過將電容器從SS連接到(AGND)，可以設(shè)置輸出電壓的軟啟動(dòng)時(shí)間。電容器的值可根據(jù)公式(C{3}=frac{I{SS} × t{SS}}{V{REF}})計(jì)算，其中(I{SS})為內(nèi)部軟啟動(dòng)電流（典型值為1.4 μA），(t{SS})為輸出軟啟動(dòng)時(shí)間，(V_{REF})為參考電壓（0.6V）。

7. 輔助自舉LDO（EXTVDD）

評(píng)估板的輔助自舉LDO可從轉(zhuǎn)換器輸出電壓為MIC28514內(nèi)部電路提供偏置電源，從而提高系統(tǒng)效率。當(dāng)EXTVDD引腳的電壓高于4.6V（典型值）時(shí)，該LDO啟用，同時(shí)從(V_{IN})工作的主LDO禁用，以降低功耗。如果調(diào)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。可以通過短接J1跳線來使用輸出電壓作為EXTVDD。

四、總結(jié)

MIC28514評(píng)估板為電子工程師提供了一個(gè)功能豐富、易于使用的開發(fā)平臺(tái)。其多種輸出電壓選擇、靈活的參數(shù)設(shè)置以及高效的電源管理功能，使其適用于各種電子設(shè)備的開發(fā)。在實(shí)際應(yīng)用中，工程師們可以根據(jù)具體需求對(duì)評(píng)估板進(jìn)行進(jìn)一步的優(yōu)化和調(diào)整，以實(shí)現(xiàn)最佳的性能。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)分享你的經(jīng)驗(yàn)和見解。