探索MCP1661：高电压升压与SEPIC转换器评估板的全方位解析

在电子设计的广阔领域中，电源管理始终是关键环节。Microchip的MCP1661高电压升压与SEPIC转换器评估板为工程师们提供了一个理想的工具，能够高效地评估和应用MCP1661芯片。今天，我们就来深入了解这款评估板的相关内容。

文件下载：ADM00566.pdf

一、MCP1661芯片概述

MCP1661是一款紧凑、高效的固定频率非同步升压DC/DC转换器，集成了36V、800mΩ的开关。它能提供空间高效的高电压升压，是一个易于使用的电源解决方案。该芯片适用于由两到三节碱性电池、Energizer® Ultimate Lithium电池、镍镉或镍氢电池，以及单节锂离子或锂聚合物电池供电的应用，仅需最少数量的外部组件。

工作特性

• 工作模式：以固定的500kHz开关频率在脉冲宽度调制（PWM）模式下运行。
• 欠压锁定（UVLO）：当输入电压低于1.85V（UVLO Stop）时，防止故障操作；在2.3V输入电压（UVLO Start）时开始正常运行，工作输入电压范围为2.4V至5.5V。
• 待机模式：通过将EN引脚拉至GND，可将MCP1661置于关机状态，此时设备停止开关操作，仅消耗几微安的输入电流（包括反馈分压器电流，总消耗小于200nA）。
• 过压保护（OVP）：在反馈引脚短路到GND或反馈分压器断开的情况下，OVP功能会停止内部驱动器，防止设备损坏，但在启动序列和热关断状态期间该功能禁用。

拓扑结构

升压（Boost）拓扑

在升压拓扑中，MCP1661可以将输入电压提升到更高的输出电压。例如，典型的两电池输入情况下，可将2.4V - 3.0V的输入电压提升到12V输出，输出电流可达75 - 125mA。

SEPIC拓扑

单端初级电感转换器（SEPIC）拓扑遵循反激式设计，在变压器的两个绕组之间添加了一个耦合电容。输入电压可以低于或高于输出电压，实现降压或升压操作。该拓扑可以使用两个单独的电感器或1:1耦合电感器，耦合电感器解决方案需要更小的PCB面积，并减少辐射电磁干扰（EMI）。同时，连接在两个电感器之间的电容提供直流隔离和对短路负载的保护，还能钳位绕组漏电感能量，消除了对缓冲电路的需求。输入电感器可以平滑电流消耗，减少所需的输入滤波。

二、评估板介绍

评估板用途

MCP1661高电压升压与SEPIC转换器评估板用于评估和展示Microchip Technology的MCP1661产品。它可以在两种不同的拓扑结构中展示MCP1661的能力：12V输出的升压转换器应用（由外部电压源供电， (V_{IN}<5.5V) ，例如两电池升压到12V）和3.3V输出的SEPIC转换器应用（由锂离子电池供电）。该评估板还可用于评估SOT - 23 - 5封装，有助于工程师缩短产品设计周期。

评估板套件内容

• MCP1661高电压升压与SEPIC转换器评估板（ADM00566）
• 重要信息表

三、安装与操作

产品特性

• 多种应用评估：MCP1661器件可在升压和SEPIC两种独立应用中进行评估。
• 欠压锁定（UVLO）：启动电压为2.3V（UVLO Start），启动后输入电压范围为2.4V至5.5V，且 (V{IN } ≤V{OUT }) 。
• 输出电压：升压应用输出12V，SEPIC应用输出3.3V。
• 输出电流：典型情况下，升压转换器在12V输出、3.3V输入时可提供125mA的输出电流。
• PWM操作：PWM开关频率为500kHz。
• 使能状态选择：在SEPIC应用中，可使用EN开关选择使能状态。
• 峰值输入电流限制：峰值输入电流限制为1.3A。
• 内部补偿：集成内部补偿电路，降低系统成本。
• 软启动：具备软启动功能，减少启动冲击。
• 过温保护：当芯片温度超过+150°C时，具有15°C的滞后保护。

电源输入与输出连接

供电

评估板设计用于评估MCP1661器件，采用SOT - 23封装。板上有焊接好的测试点用于输入电压连接，最大输入电压不应超过5.5V。同时，也有测试点用于连接负载，开关峰值电流限制可提供安全的最大电流值，转换器的最大输出电流会随输入和输出电压而变化。

上电步骤

1. 按照图2 - 4连接输入电源，输入电压不应高于5.5V。
2. 将系统负载连接到 (V_{OUT }) 和GND端子，最大负载随输入和输出电压而变化。通常，MCP1661在室温下可从3.3V输入源提供12V输出和125mA电流。将负载的正极连接到 (Vout) ，负极连接到地（GND）。
3. 对于升压应用，将使能引脚连接到 (VIN) 。
4. 对于SEPIC应用，使用EN开关打开或关闭设备。此时，输入电压可以高于或低于输出电压，但输出电压将保持在3.3V恒定，且输入电压不应超过5.5V。

可调输出电压设置

评估板的输出值默认设置为12V和3.3V。如果需要不同的输出电压，可以使用由RT和RB（SEPIC应用中为RT2和RB2）组成的电阻分压器来设置转换器的输出电压。电阻值可以使用公式 (RT = RB times [(frac{V{OUT }}{V{FB}}) - 1]) 计算，其中 (V_{FB}=1.227V) 。对于高于15V的输出电压，还应增加电感器的值。

四、附录信息

原理图和布局

附录A提供了评估板的原理图和布局图，包括电路板原理图、顶部丝印图、顶部丝印和铜层图、顶部铜层图以及底部铜层图，有助于工程师更深入地了解评估板的电路结构和布局。

物料清单（BOM）

附录B列出了评估板的物料清单，包括电容、二极管、测试点、电感器、电阻器、开关和芯片等组件的详细信息，为工程师进行物料采购和替换提供了参考。

五、总结与思考

MCP1661高电压升压与SEPIC转换器评估板为工程师提供了一个全面评估和应用MCP1661芯片的平台。它的多种特性和功能使得在电源管理设计中具有很大的灵活性。在实际应用中，工程师们可以根据具体需求选择合适的拓扑结构和参数设置。大家在使用这款评估板的过程中，有没有遇到过什么特别的问题或者有什么独特的应用经验呢？欢迎在评论区分享交流。