MAX5092评估套件：功能、使用与定制全解析

在电子设计领域，评估套件是工程师们快速验证和测试新器件性能的重要工具。今天，我们就来深入了解一下MAXIM的MAX5092评估套件（EV kit），看看它能为我们带来哪些便利和可能性。

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一、套件概述

MAX5092评估套件是一块完全组装并经过测试的表面贴装印刷电路板（PCB），主要用于演示MAX5092B这款带有内部升压预调节器的低压差（LDO）稳压器。该套件的输入电压范围为4V至72V，能够从预编程的7V升压预调节器输出（BSOUT）和5V LDO输出（VOUT）提供高达250mA的电流。而且，LDO和升压预调节器的输出电压都可以通过外部电阻进行编程。

主要特性

1. 宽输入电压范围：4V至72V的输入电压范围，能适应多种不同的电源环境。
2. 预设输出电压：预设5V的LDO输出电压和7V的升压预调节器输出电压。
3. 可调输出电压：LDO输出电压可在1.5V至9V之间调节，升压预调节器输出电压最高可调节至11V。
4. 功能丰富：具备板载跳线设置，可用于评估MAX5092的ENABLE和HOLD功能；还有上电复位输出（RESET），用于指示LDO失调情况，并且复位时间周期可编程。
5. 可配置性强：可以配置为演示MAX5092A（3.3V LDO输出）或MAX5093A/MAX5093B。
6. 环保设计：采用无铅设计，符合环保要求。

二、订购信息

该评估套件是完全组装并经过测试的，无铅合格，工作温度范围为0°C至+70°C。订购型号为MAX5092EVKIT+，其中“+”表示无铅且符合RoHS标准。

三、组件清单

套件包含了多种电子元件，以下是部分主要元件的信息：	DESIGNATION	QTY	DESCRIPTION
C1	1	47µF, 80V, 0.7 Ω SMT Al电解电容（G）Panasonic EEEFK1K470P
C2, C3	2	1µF ±10%, 100V X7R陶瓷电容（1210）Murata GRM32CR72A105K或等效型号
C4	1	22µF, 80V, 1.3 Ω SMT Al电解电容（F）Panasonic EEEFK1K220P
C5	1	0.22µF ±10%, 16V X7R陶瓷电容（0603）TDK C1608X7R1C224K或等效型号
L1	1	4.7µH, 4.8A 18mΩ电感（9.4mm x 12.95mm x 5.21mm）Coilcraft DO3316P-472ML
U1	1	MAX5092BATE+（16引脚，5mm x 5mm，薄QFN）

四、快速启动

推荐设备

在开始测试之前，需要准备以下设备：

1. 一个可变直流电源（PS1），能够提供高达72V、1A的电流。
2. 一个可调负载，能够在5V时吸收250mA的电流。
3. 三个数字电压表（DVMs）。
4. 一个电流表（用于可选的低静态输入电流评估）。

操作步骤

1. 将PS1预设为+4V，关闭PS1。注意：在所有连接完成之前不要打开电源。
2. 将PS1的正极端子连接到EV套件上的VIN焊盘，负极端子连接到GND焊盘。
3. 将一个DVM的正输入连接到EV套件上的VIN焊盘，负输入连接到GND焊盘，用于测量EV套件的输入电压。
4. 将第二个DVM的正输入连接到EV套件上的BSOUT焊盘，负输入连接到GND焊盘，用于测量升压转换器的输出电压。
5. 将第三个DVM的正输入连接到EV套件上的VOUT焊盘，负输入连接到GND焊盘，用于测量LDO的输出电压。
6. 在EV套件的VOUT和GND焊盘之间连接假负载，将负载调整到250mA。
7. 验证跳线JU1的2 - 3引脚之间安装了分流器，以启用MAX5092B。
8. 验证跳线JU2的2 - 3引脚之间安装了分流器，以禁用MAX5092B的HOLD功能。
9. 打开PS1，将输入电压从4V扫描到7V再到3.5V，验证BSOUT DVM在输入电压范围内显示约7V，VOUT DVM在输入电压范围内显示约5V。注意，在IC启动后，即使VIN低至3.5V，MAX5092仍能正常调节输出。
10. 将假负载减小到10mA。
11. 将PS1增加到7V。
12. 注意：此步骤中EV套件上存在危险电压。将PS1电压从7V扫描到72V，验证BSOUT DVM电压在输入电压范围内跟随输入DVM电压减去一个二极管压降，VOUT DVM在输入电压范围内显示约5V。
13. 可选步骤：观察MAX5092的低静态输入电流（IQ）
    • 将PS1电压设置为14V，此时升压转换器不切换。
    • 关闭PS1。注意：在所有连接完成之前不要打开电源。
    • 从VOUT移除负载。
    • 移除所有DVM，以消除DVM对IQ的影响。
    • 移除PS1和EV套件上VIN焊盘之间的电线。
    • 将PS1的正极端子连接到电流表的正极端子，将电流表的负极端子连接到EV套件上的VIN焊盘，该电流表用于测量IQ。
    • 打开PS1，观察电流表显示的IQ小于85µA。

五、详细描述

输出电压调节

VOUT可以提供高达250mA的总输出电流。BSOUT的电压取决于输入电压和编程的BSOUT调节电压。当（VBSOUT - VOUT）小于升压禁用阈值（典型值2.5V）时，VBSOUT被升压到其编程的调节电压。当VVIN高于BSOUT调节电压，导致（VBST_OUT - VOUT）大于升压禁用阈值时，VBSOUT跟随VVIN减去一个二极管压降。

电压编程

LDO和升压预调节器的输出电压都可以使用外部电阻进行编程。升压输出电压（VBSOUT）通过选择电阻R1和R2可调节至最高11V（MAX5092）或12V（MAX5093）；LDO输出电压（VVOUT）通过选择电阻R4和R5可在1.5V至9V（MAX5092）或1.5V至10V（MAX5093）之间调节。

内部电压调节器

MAX5092_/MAX5093_具有一个内部电压调节器，用于为IC内的所有内部低压模块供电。EV套件上的一个输出（VL）用于监控内部调节器电压。当VBSOUT高于5.5V时，VVL调节到5.5V；当VBSOUT低于5.5V时，VVL跟踪BSOUT的电压。需要注意的是，VL不用于为外部负载供电。

ENABLE和HOLD功能

MAX5092 EV套件利用两个跳线（JU1和JU2）来控制MAX5092 IC的ENABLE和HOLD功能。具体跳线设置如下：	JUMPER POSITION	FUNCTION
JU1 1 - 2	Sets ENABLE low (disables IC)
JU1 2 - 3	Sets ENABLE high (enables IC)
JU2 1 - 2	Sets HOLD low (enables HOLD)
JU2 2 - 3	Sets HOLD high (disables HOLD)

上电复位输出

MAX5092包含一个上电复位输出（RESET），用于指示LDO输出电压（VVOUT）失调情况。如果VVOUT低于编程调节阈值的90%，VRESET在短超时周期后拉低。一旦VVOUT高于编程调节阈值的92%，VRESET在用户可编程的超时周期后变为高电平。电容C5用于设置RESET超时周期。

六、定制MAX5092 EV套件

评估其他输出电压

设置升压输出电压（VBSOUT）

MAX5092_/MAX5093_采用双模式（Dual Mode™）操作来调节升压转换器的输出电压。有预设输出电压模式和可调输出电压模式。在预设模式下，内部微调反馈电阻将VBSOUT设置为固定的7V。默认EV套件通过直接将BSFB连接到SGND配置为BSOUT预设模式。在可调输出模式下，通过选择电阻R1和R2，MAX5092_的VBSOUT可调节至最高11V（MAX5093_可调节至12V）。需要注意的是，这些电阻所消耗的电流会增加IC的静态电流和关断电流。只有当VBSOUT需要与预设的7V有显著差异时，才使用可调输出模式。如果VBSOUT编程大于（VOUT + VBST_DIS），会在BSOUT上观察到较大的纹波。为了获得最低的VBSOUT纹波，应将VBSOUT编程在升压禁用阈值内。

编程VBSOUT的步骤如下：

1. 选择R2电阻值为499kΩ或更低。
2. 使用以下公式计算R1： [R 1=R 2 timesleft(frac{V_{BSOUT }}{1.24}-1right)]
3. 移除R2处的短路。
4. 安装电阻R1和R2。

设置LDO输出电压（VOUT）

LDO输出电压调节也采用双模式操作。在预设模式下，通过内部微调反馈电阻，VVOUT调节到3.3V（MAX5092A/MAX5093A）或5V（MAX5092B/MAX5093B）。默认EV套件的VOUT调节模式通过直接将SET连接到SGND配置为预设模式。通过选择电阻R4和R5，MAX5092_的VVOUT可在1.5V至9V之间调节（MAX5093_可在1.5V至10V之间调节）。同样，这些电阻所消耗的电流会增加LDO的静态电流。只有当VVOUT需要与预设电压有显著差异时，才使用可调输出模式。

编程VVOUT的步骤如下：

1. 选择R5电阻值为100kΩ或更低。
2. 使用以下公式计算R4： [R 4=R 5 timesleft(frac{ VOUT }{1.24}-1right)]
3. 移除R5处的短路。
4. 安装电阻R4和R5。

调整RESET超时周期

MAX5092 EV套件包含一个开漏上电复位输出（RESET），用于指示LDO输出（VOUT）失调情况。当VVOUT高于调节阈值的92%时，VRESET在用户可编程的超时周期后变为高电平。这个超时周期可以通过选择电容C5的电容值来编程。对于选定的RESET有效超时周期（tRESETHIGH，单位为秒），所需的C5值（单位为法拉）计算公式如下： [C 5=frac{2 × 10^{-6} × t{RESET_HIGH }}{1.24}] 在默认EV套件配置中，C5将RESET有效超时周期设置为约136ms。

配置MAX5093_

MAX5092 EV套件可以配置为演示MAX5093_。MAX5093_需要一个外部开关二极管（D1）连接在LX和BSOUT之间。选择合适的外部二极管可以提供更低的正向压降和更高的反向电压处理能力。由于IC的高开关频率需要高速整流器，因此大多数应用推荐使用肖特基二极管，因为它们具有快速恢复时间和低正向压降。确保二极管的峰值电流额定值大于或等于峰值电感电流，并且二极管的反向击穿电压必须大于VBSOUT。

配置MAX5092 EV套件以使用MAX5093_的步骤如下：

1. 将MAX5092B IC替换为MAX5093_ IC。
2. 安装肖特基二极管D1，推荐的二极管型号可参考组件清单。
3. 按照“评估其他输出电压”部分所述配置BSOUT和VOUT电压。

七、总结

MAX5092评估套件为工程师们提供了一个便捷的平台，用于测试和验证MAX5092和MAX5093系列稳压器的性能。其丰富的功能和可定制性使得它能够适应不同的应用需求。在使用过程中，一定要注意安全，特别是在处理高电压时。你在使用类似评估套件时遇到过哪些问题呢？欢迎在评论区分享你的经验。