MCP1640 同步升压转换器评估板使用指南

一、前言

在电子设计领域，电源管理是一个至关重要的环节。Microchip Technology 推出的 MCP1640 同步升压转换器评估板，为工程师们提供了一个便捷的工具，用于评估和开发相关电源应用。这份使用指南将详细介绍该评估板的各个方面，帮助大家更好地使用它。

文件下载：MCP1640EV-SBC.pdf

二、文档说明

2.1 文档布局

本文档主要分为四个部分：

• 第一部分“产品概述”：介绍 MCP1640 同步升压转换器评估板的基本信息。
• 第二部分“安装与操作”：指导如何开始使用评估板，并描述其功能。
• 附录 A“原理图和布局”：展示评估板的原理图和布局图。
• 附录 B“物料清单（BOM）”：列出构建评估板所需的零件。

2.2 文档约定

文档中使用了多种字体和符号来表示不同的内容，例如：

• Arial 字体的斜体字符表示引用的书籍或强调的文本。
• 粗体字符表示对话框按钮。
• 带尖括号的文本表示键盘上的按键等。

2.3 推荐阅读

除了本使用指南，还推荐参考以下文档：

• MCP1640/B/C/D 数据手册（DS22234）：提供 MCP1640 器件的详细信息。
• AN1311，单电池输入升压转换器设计（DS01311）：详细介绍 MCP1640 器件在特定应用中的使用方法。

2.4 Microchip 网站

Microchip 通过其网站（www.microchip.com）提供在线支持，包含产品支持、技术支持和业务相关信息，如数据手册、常见问题解答、产品选择器等。

2.5 客户支持

用户可以通过以下渠道获得 Microchip 产品的支持：

• 经销商或代表
• 当地销售办公室
• 现场应用工程师（FAE）
• 技术支持（http://support.microchip.com）

2.6 文档修订历史

本文档于 2010 年 2 月首次发布。

三、产品概述

3.1 MCP1640 简介

MCP1640 是一款紧凑、高效、固定频率的升压 DC - DC 转换器。它适用于由单节、双节或三节碱性、镍镉、镍氢电池，以及单节锂离子或锂聚合物电池供电的应用。该转换器具有以下特点：

• 自动选择最佳工作模式（PWM 或 PFM）以提高效率。
• 低静态电流（20µA）。
• 宽输入电压范围（0.35 至 5.5V）和低启动电压（0.65V）。
• 提供 SOT - 23 - 6 和 2x3mm - 8 DFN 两种封装形式。

3.2 评估板用途

MCP1640 同步升压转换器评估板用于评估和演示 Microchip 的 MCP1640 产品。它可以展示 MCP1640 在两种升压转换器应用中的表现，支持三种常见输出电压（2.0V、3.3V 和 5.0V）的选择，可通过迷你拨码开关改变外部电阻分压器来调整输出电压。此外，还可以评估两种封装选项。

3.3 评估板内容

评估板套件包括：

• 一块 MCP1640 同步升压转换器评估板（型号 102 - 00283）。
• 重要信息“先阅读”文档。

四、安装与操作

4.1 MCP1640 特点

MCP1640 是一款同步升压 DC - DC 转换器，具有以下特点：

• 适用于多种电池供电应用和分布式 3.3V 至 5.0V 应用。
• 能够在 2.0V 至 5.5V 的宽范围内调节输出电压，在 1.2V 单节电池供电时，典型情况下可在 3.3V 输出时提供超过 100mA 的负载电流。
• 输入电压范围为 0.35V 至 5.5V，启动电压低至 0.65V。
• 具有自动 PWM / PFM 转换以优化效率。
• 低静态电流（PFM 模式下 20µA，待机模式下 1µA）。
• 多种可选择的逻辑控制关机状态（真正的负载断开或“旁路”，输出连接到输入）。
• 低噪声和不连续电流抗振铃控制。

4.2 评估板特点

评估板具有以下特点：

• 可由单节、双节或三节碱性、镍镉、镍氢、单节锂离子或锂聚合物电池供电。
• 输入电压范围为 0.35V 至 5.5V，启动后负载为 1mA，且 (V{IN} leq V{OUT})。
• 固定输出电压可通过板上的迷你拨码开关选择为 2.0V 或 3.3V 以及 3.3V 或 5.0V。
• 输出电流：典型情况下，在 1.2V 输入时 3.3V 输出为 100mA，在 3.3V 输入时 5.0V 输出为 300mA。
• 启动电压：在 (V{IN} = 1.2V)，(V{OUT} = 3.3V) 且 (I_{OUT} = 1mA) 电阻负载下为 0.65V。
• 自动 PFM / PWM 操作。
• PWM 开关频率为 500kHz。
• 启用状态可通过板上的迷你拨码开关选择。
• 具有峰值输入电流限制。
• 过温保护（当管芯温度超过 150°C 时，有 10°C 滞后）。

4.3 开始使用

4.3.1 电源输入和输出连接

• 评估板提供了用于输入电压连接的焊接测试点，最大输入电压不应超过 6.0V。当输入电压大于或等于输出电压时，输出电压将无法保持稳定。
• 评估板有两个独立的电路应用，分别使用 MCP1640 的 SOT - 23 - 6 和 DFN - 8 封装。SOT - 23 - 6 封装有两个输出电压设置（2.0V 和 3.3V），DFN - 8 封装有两个输出电压设置（3.3V 和 5.0V），均可通过板上的迷你拨码开关选择。
• 评估板还提供了用于连接负载的焊接测试点，MCP1640 的开关峰值电流限制可提供安全的最大电流值，最大输出电流会随输入和输出电压而变化，具体信息可参考 MCP1640 数据手册。

4.3.2 板上电步骤

1. 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异，可参考 MCP1640 数据手册。通常，MCP1640 可以在 1.2V 输入时为 3.3V 输出提供 100mA 的电流。将负载的正极连接到 (V{OUT})，负极连接到地（GND）。
2. 使用 (V_{OUT}) SEL 迷你拨码开关设置所需的输出电压。
3. 使用 EN 迷你拨码开关将启用状态设置为所需状态。
4. 当 EN 设置为 ON 或高电平时，MCP1640 启用，可在 (V{OUT}) 和 GND 端子上测量 (V{OUT})；当 EN 为低电平时，MCP1640 禁用，(V_{OUT}) 浮空并与输入断开。

4.3.3 EN 和 (V_{OUT}) SEL 开关功能

开关状态	SOT - 23 - 6 转换器 (V_{OUT}) [V]	2x3 mm DFN 转换器 (V_{OUT}) [V]
EN 开关 ON，(V_{OUT}) SEL 开关 ON	2	3.3
EN 开关 ON，(V_{OUT}) SEL 开关 OFF	3.3	5
EN 开关 OFF，(V_{OUT}) SEL 开关 ON	0	0
EN 开关 OFF，(V_{OUT}) SEL 开关 OFF	0	0

4.3.4 可调 (V_{OUT}) 设置

可以使用电阻分压器 RT 和 RB 来设置转换器的输出电压。当 (V{OUT}) SEL 开关处于断开或 OFF 位置时，输出电压可以使用以下公式计算： [R T{1}=R B{1} timesleft[left(frac{V{OUT }}{V{F B}}right)-1right]] 或 [R T{4}=R B{2} timesleft[left(frac{V{OUT }}{V{F B}}right)-1right]] 其中 (V{FB}=1.21V)。

五、原理图和布局

附录 A 包含了 MCP1640 同步升压转换器评估板的原理图和布局图，包括：

• 板原理图
• 板顶部丝印和焊盘
• 板顶部铜层
• 板底部铜层

这些图纸可以帮助工程师更好地理解评估板的电路结构和布局。

六、物料清单（BOM）

附录 B 列出了构建 MCP1640 同步升压转换器评估板所需的零件，包括电容、电感、电阻、开关、测试点和芯片等。这些零件的选择和规格对于评估板的性能至关重要。

七、总结

MCP1640 同步升压转换器评估板为工程师提供了一个方便的平台，用于评估和开发基于 MCP1640 的电源应用。通过本使用指南，我们了解了评估板的基本信息、安装与操作方法、原理图和布局以及物料清单。在实际应用中，工程师可以根据具体需求对评估板进行调整和优化，以实现最佳的电源性能。大家在使用过程中有没有遇到过什么特别的问题呢？欢迎在评论区分享交流。