Microchip Technology MCP19061四開(kāi)關(guān)降壓-升壓評(píng)估板 (EV82S16A) 演示MCP19061器件在寬輸入電壓和負(fù)載范圍內(nèi)如何以降壓、升壓和降壓-升壓拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)運(yùn)行。幾乎所有操作和控制系統(tǒng)參數(shù)均可通過(guò)I^2^C MCP2221模塊進(jìn)行編程。使用5mΩ分流器以精確測(cè)量輸出電流。圖形用戶(hù)界面 (GUI) 可以修改功能參數(shù)并檢查運(yùn)行狀態(tài)。為簡(jiǎn)化連接，使用MCP2221-I/ML、16引腳、4mmx4mm QFN在板上實(shí)現(xiàn)USB轉(zhuǎn)I^2^C通信橋接器，支持與任何Microsoft? Windows?計(jì)算機(jī)連接的標(biāo)準(zhǔn)接口。MCP19061四開(kāi)關(guān)降壓-升壓評(píng)估板還旨在演示優(yōu)化的印刷電路板 (PCB) 布局，可最大限度地降低寄生噪聲，同時(shí)提高效率和功率密度。適當(dāng)?shù)腜CB布局對(duì)于實(shí)現(xiàn)MCP19061最佳運(yùn)行、動(dòng)力傳動(dòng)系效率和最大限度地降低噪聲至關(guān)重要。

數(shù)據(jù)手冊(cè)：*附件：Microchip Technology MCP19061四開(kāi)關(guān)降壓-升壓評(píng)估板 (EV82S16A)數(shù)據(jù)手冊(cè).pdf

特性

• 輸入電壓范圍：4.5 V至36 V
• 可調(diào)輸出電壓范圍：3 V至36 V
• 最大輸出電流：10A（可在0A至10A范圍內(nèi)調(diào)節(jié)）
• 100 W 的最大功率
• 開(kāi)關(guān)頻率范圍：300kHz至500kHz（可調(diào)節(jié)）
• 板載高性能功率MOSFET晶體管
• 輸入/輸出過(guò)流保護(hù)
• 輸入/輸出欠壓和過(guò)壓保護(hù)
• 負(fù)載突降、過(guò)熱和內(nèi)部穩(wěn)壓器故障保護(hù)
• 通過(guò)I^2^C通信進(jìn)行狀態(tài)報(bào)告（包括誤差、輸入電壓、輸出電壓和電流）
• 內(nèi)部事件檢測(cè)引腳 (nALERT)
• 輸入欠壓 (IVMUVF) 和過(guò)壓 (IVMOVR) 鎖定，具有可編程閾值（通過(guò)GUI）
• 輸出欠壓 (OVMUVF) 和過(guò)壓 (OVMOVR)，具有可編程閾值（通過(guò)GUI）
• 輸出過(guò)流 (OCROCR)，具有可編程上升閾值（通過(guò)GUI）

概述

MCP19061四開(kāi)關(guān)降壓-升壓評(píng)估板技術(shù)解析與應(yīng)用指南

Microchip Technology公司的MCP19061四開(kāi)關(guān)降壓-升壓評(píng)估板(EV82S16A)是一款功能強(qiáng)大的電源管理解決方案評(píng)估平臺(tái)，專(zhuān)為開(kāi)發(fā)高效DC/DC轉(zhuǎn)換系統(tǒng)而設(shè)計(jì)。本文將基于官方數(shù)據(jù)手冊(cè)，全面解析該評(píng)估板的技術(shù)特性、工作原理和實(shí)際應(yīng)用。

一、產(chǎn)品概述

1.1 MCP19061器件簡(jiǎn)介

MCP19061是一款高度集成的混合信號(hào)四開(kāi)關(guān)降壓-升壓控制器，具有以下核心特性：

• ?數(shù)字PWM控制器?：內(nèi)置數(shù)字控制電路，通過(guò)I2C串行通信總線實(shí)現(xiàn)外部可編程性和狀態(tài)報(bào)告
• ?寬電壓范圍?：工作輸入電壓4.5V至36V(可耐受42V非工作電壓)
• ?可調(diào)輸出?：輸出電壓范圍3V至36V
• ?高集成度?：采用32引腳5x5mm QFN封裝，集成了同步4開(kāi)關(guān)降壓/升壓架構(gòu)和三個(gè)內(nèi)部線性穩(wěn)壓器及MOSFET驅(qū)動(dòng)器
• ?應(yīng)用領(lǐng)域?：USB-PD電源、四開(kāi)關(guān)降壓-升壓轉(zhuǎn)換器、電池充電器、通用恒壓恒流電源、LED驅(qū)動(dòng)等

1.2 評(píng)估板功能特點(diǎn)

MCP19061評(píng)估板專(zhuān)門(mén)設(shè)計(jì)用于演示器件在降壓、升壓和降壓-升壓拓?fù)渲械墓ぷ餍阅?，主要特點(diǎn)包括：

• ?寬范圍操作?：輸入電壓4.5-36V，輸出電壓3-36V可調(diào)
• ?高電流輸出?：最大輸出電流10A(可調(diào)范圍0-10A)，最大功率100W
• ?靈活配置?：通過(guò)I2C接口的MCP2221模塊實(shí)現(xiàn)幾乎所有操作和控制系統(tǒng)參數(shù)的可編程性
• ?精確測(cè)量?：采用5mΩ分流電阻實(shí)現(xiàn)輸出電流的精確測(cè)量
• ?優(yōu)化布局?：精心設(shè)計(jì)的PCB布局最大限度地減少了寄生噪聲，提高了效率和功率密度

二、硬件設(shè)計(jì)與功能模塊

2.1 評(píng)估板組成

MCP19061評(píng)估板套件包含：

• MCP19061四開(kāi)關(guān)降壓-升壓評(píng)估板(EV82S16A)
• USB-A轉(zhuǎn)USB-C電纜
• 重要信息說(shuō)明書(shū)

2.2 關(guān)鍵硬件特性

評(píng)估板提供了豐富的硬件接口和測(cè)試點(diǎn)：

• ?輸入/輸出連接器?：J3(輸入)、J2(輸出)端子連接器
• ?USB接口?：J5(USB Type-C)用于連接GUI界面
• ?配置跳線?：
  • J6(VDDIO選擇)
  • J7(關(guān)機(jī)選擇)
  • J8(使能選擇)
• ?測(cè)試點(diǎn)?：包括VIN、VOUT、各開(kāi)關(guān)節(jié)點(diǎn)、柵極驅(qū)動(dòng)信號(hào)等關(guān)鍵信號(hào)測(cè)試點(diǎn)

2.3 功率級(jí)設(shè)計(jì)

評(píng)估板采用高效率功率級(jí)設(shè)計(jì)：

• ?MOSFET?：使用四顆Infineon ISC0703NLS N溝道MOSFET(60V, 57A)
• ?電感?：Coilcraft XAL1510-472MED(4.7μH, 29A)
• ?電流檢測(cè)?：5mΩ精密分流電阻(2512封裝)

三、軟件控制與GUI界面

3.1 圖形用戶(hù)界面

評(píng)估板配套的GUI提供直觀的參數(shù)設(shè)置和監(jiān)控功能，分為四個(gè)主要標(biāo)簽頁(yè)：

1. ?Basic PSU?：基礎(chǔ)電源控制
   • 設(shè)置輸出電壓、輸出電流(恒流模式)
   • 配置輸入/輸出電壓保護(hù)閾值
   • 讀取過(guò)壓、過(guò)流、過(guò)熱等錯(cuò)誤標(biāo)志
2. ?Basic USB?：USB電源配置
   • 選擇預(yù)定義的USB電源協(xié)議(PD 1.0/2.0/3.0)
   • 自動(dòng)更新所選USB配置文件的保護(hù)級(jí)別
3. ?Advanced?：高級(jí)參數(shù)設(shè)置
   • 直接訪問(wèn)寄存器映射
   • 配置控制環(huán)路參數(shù)(斜坡、增益、開(kāi)關(guān)頻率等)
4. ?HW Config?：硬件配置
   • 設(shè)置輸出電容和電感值
   • 配置分流電阻值
   • 調(diào)整開(kāi)關(guān)頻率、死區(qū)時(shí)間、抖動(dòng)等參數(shù)

3.2 錯(cuò)誤檢測(cè)與保護(hù)

MCP19061提供全面的錯(cuò)誤檢測(cè)和保護(hù)功能，包括：

• ?電源故障?：VDDIO欠壓、ADC參考欠壓、5V/4V穩(wěn)壓器欠壓
• ?時(shí)鐘故障?：系統(tǒng)時(shí)鐘丟失、PLL時(shí)鐘丟失、同步丟失
• ?功率級(jí)故障?：輸出放電失敗、啟動(dòng)失敗、輸入/輸出過(guò)流、輸出短路
• ?溫度故障?：柵極驅(qū)動(dòng)器過(guò)熱、穩(wěn)壓器過(guò)熱
• ?電壓異常?：輸入過(guò)壓/欠壓、負(fù)載突降、輸出過(guò)壓/欠壓、Vsafe0檢測(cè)

四、典型性能與應(yīng)用指南

4.1 性能參數(shù)

評(píng)估板的典型性能指標(biāo)：

• ?效率?：在12V輸入、3A輸出條件下，不同輸出電壓時(shí)的效率曲線顯示最高效率超過(guò)95%
• ?紋波噪聲?：在12V輸入、1A輸出條件下，輸出電壓紋波小于50mV
• ?開(kāi)關(guān)頻率?：可編程范圍300kHz至500kHz

4.2 應(yīng)用建議

1. ?USB-PD應(yīng)用?：
   • 利用Basic USB標(biāo)簽頁(yè)快速配置符合USB PD標(biāo)準(zhǔn)的電源參數(shù)
   • 支持多種功率等級(jí)(10W至100W)
2. ?通用電源設(shè)計(jì)?：
   • 通過(guò)Advanced標(biāo)簽頁(yè)精細(xì)調(diào)節(jié)控制環(huán)路參數(shù)
   • 根據(jù)實(shí)際負(fù)載特性?xún)?yōu)化瞬態(tài)響應(yīng)
3. ?原型開(kāi)發(fā)?：
   • 參考評(píng)估板的PCB布局和元件選型
   • 利用豐富的測(cè)試點(diǎn)進(jìn)行波形測(cè)量和性能驗(yàn)證