MIC28514评估板：电子工程师的实用之选

在电子设计领域，一款优秀的评估板能为工程师们提供便捷且高效的开发体验。今天，我们就来深入了解一下Microchip的MIC28514评估板，看看它有哪些独特之处以及如何在实际应用中发挥作用。

文件下载：ADM00804.pdf

一、评估板概述

1. 基本特性

MIC28514评估板是一款恒频同步降压控制器，采用了独特的自适应导通时间控制架构。它的输入电源范围为4.5V至75V，输出电压可调节至低至0.6V，并且能确保±1%的精度。其开关频率可编程，范围从270 kHz到800 kHz，设计上针对300 kHz的开关频率进行了优化。

2. 主要功能特点

• 软启动时间选择：具备软启动（SS）时间选择引脚，用户可以调整输出软启动时间，从而减少启动时来自电源的浪涌电流。
• 多档输出电压：提供六种可选输出电压，分别为0.8V、1.2V、2.5V、3.3V、5V和12V，满足不同应用场景的需求。
• 辅助自举LDO：拥有辅助自举低压差（LDO），可从转换器的输出提供内部偏置电源，提高系统效率。
• 使能信号控制：具有逻辑电平使能（EN）信号，方便用户启用或禁用控制器。
• 预偏置输出启动：能够单调启动进入预偏置输出。
• 电源良好信号：配备开漏电源良好信号（PG），用于指示输出是否处于稳压状态。

3. 评估板套件内容

该评估板套件包含MIC28514评估板（ADM00804）和重要信息表，为用户提供了基本的使用资料。

二、安装与操作

1. 系统和配置要求

MIC28514评估板仅需要一个具有至少5A电流能力的单电源。由于MIC28514内部有(V{DD}) LDO，因此无需外部线性稳压器为IC的内部偏置供电。在(V{IN }< +5.5 V)的应用中，应将(PV DD)连接到(V{IN })以绕过内部线性稳压器。输出负载可以是无源或有源负载。需要注意的是，评估板没有反极性保护，(V{IN })和GND端子施加负电压可能会损坏设备，且板的最大(V_{IN })额定值为75V，超过此值可能会损坏设备。

2. 评估板设置步骤

• 连接电源：将电源连接到(V{IN })和GND端子，注意极性和电源范围（(10 V < V{IN } < 75 V)）。使用电流表监测(V{IN })电流，用电压表监测(V{IN })和GND端子的输入电压。在完成后续步骤前不要通电。
• 连接负载：将负载连接到(V{OUT })和GND端子，负载可以是无源（电阻性）或有源（电子）类型。可在(V{OUT })端子和负载之间放置电流表以监测输出电流，并确保在(V_{OUT })端子监测输出电压。
• 启用输入：评估板上提供了EN连接器，用户可以通过在EN引脚施加外部逻辑信号将其拉低，或使用跳线将EN引脚短接到GND来关闭评估板的输出。
• 开启电源：开启(V_{IN })电源，并验证输出电压是否调节到特定的选定电压。

三、电路详细解析

1. 反馈电阻

评估板上的输出电压可通过跳线J10选择，包括0.8V、1.2V、2.5V、3.3V、5V和12V。若需要设置其他电压，可根据公式(R{bot}=frac{R{3} × V{REF}}{V{OUT}-V{REF}})修改(R{bot})电阻，其中(V{REF}=0.6V)，(R{3}=10 kOhm)。需要注意的是，由于输出电容器的额定电压为16V，输出电压不应设置超过15V；对于高于15V的输出电压，应使用额定电压高于设定输出电压的输出电容器。

2. SW节点

测试点J2（(V_{SW})）用于监测开关波形，这是转换器最关键的波形之一。

3. 电流限制

评估板使用低侧MOSFET (R{DS(ON)})来感应电感电流。在每个开关周期中，通过监测低侧MOSFET在开关周期关断期间（此时低侧MOSFET导通）的电压来感应电感电流。内部135 µA的电流源在外部电流限制电阻(R{CL})上产生电压。(I{LIM})引脚电压（(V{ILIM })）是低侧MOSFET两端电压与电阻两端电压（(V{CL})）的差值。在150 ns的消隐时间后，将感应电压(V{ILIM })与电源地（PGND）进行比较。如果低侧MOSFET两端的电压降绝对值大于电流设置电阻两端的电压绝对值，MIC28514将触发电流限制事件。连续八个电流限制事件将触发打嗝模式，该模式包括软启动，可减少内部MOSFET的应力，并保护负载和电源免受严重短路情况的影响。短路电流限制可通过公式(R{11}=frac{(I{CLIM}+Delta I L{PP} × 0.5) × R{DS(ON)}}{I{CL}})进行编程，其中(I{CLIM})为所需的输出电流限制，(Delta I L{PP})为电感电流峰 - 峰值，(R{DS(ON)})为低侧功率MOSFET的导通电阻（25 mΩ），(I{CL})为电流限制源电流，典型值为135 µA。由于MOSFET的(R{DS(ON)})会随温度变化30% - 40%，建议在上述公式中的(I_{CLIM })上增加30%的余量，以避免因MOSFET结温升高而导致的误电流限制。

4. 环路增益测量

电阻R20串联在调节器反馈路径中。通过在电阻两端连接阻抗分析仪，并选择10Ω至50Ω之间的电阻值，可以测量控制环路增益。

5. 开关频率设置

评估板是一款可调频率的同步降压转换器，采用独特的自适应导通时间控制架构。通过改变由(R{7})和(R{8})组成的电阻分压器网络，可以将开关频率在270 kHz至800 kHz之间进行调整。估计的开关频率可通过公式(f{SW}=f{0} × frac{R{8}}{R{7}+R{8}})计算，其中(f{0})是FREQ引脚连接到输入电压时的开关频率，典型值为800 kHz。由于评估板设计针对300 kHz的开关频率进行了优化，如果将开关频率编程到较低或较高端，则需要对设计进行优化。

6. 软启动时间设置

通过将电容器从SS连接到(AGND)，可以设置输出电压的软启动时间。电容器的值可根据公式(C{3}=frac{I{SS} × t{SS}}{V{REF}})计算，其中(I{SS})为内部软启动电流（典型值为1.4 µA），(t{SS})为输出软启动时间，(V_{REF})为参考电压（0.6V）。

7. 辅助自举LDO（EXTVDD）

评估板的辅助自举LDO可从转换器输出电压为MIC28514内部电路提供偏置电源，从而提高系统效率。当EXTVDD引脚的电压高于4.6V（典型值）时，该LDO启用，同时从(V_{IN})工作的主LDO禁用，以降低功耗。如果调节器输出电压≥5V且≤12V，可使用输出电压为MIC28514供电，这将提高系统效率。可以通过短接J1跳线来使用输出电压作为EXTVDD。

四、总结

MIC28514评估板为电子工程师提供了一个功能丰富、易于使用的开发平台。其多种输出电压选择、灵活的参数设置以及高效的电源管理功能，使其适用于各种电子设备的开发。在实际应用中，工程师们可以根据具体需求对评估板进行进一步的优化和调整，以实现最佳的性能。你在使用类似评估板时遇到过哪些问题呢？欢迎在评论区分享你的经验和见解。