MIC2205评估板：高效2MHz降压转换器的设计与应用

在电子设计领域，对于高效电源管理的需求日益增长，尤其是在便携式设备中。Micrel的MIC2205评估板为我们提供了一个优秀的解决方案，下面就来详细了解一下这款产品。

文件下载：MIC2205YML-EV.pdf

一、产品概述

MIC2205是一款高效的2MHz PWM同步降压开关稳压器，它具有独特的 (LOWQ ^{TM}) LDO待机模式，仅消耗18µA的静态电流。该产品专为便携式电源应用设计，具备超低噪声、小尺寸和高效率的特点。

1. 工作模式

• PWM模式：在PWM模式下，MIC2205以2MHz的恒定频率运行。在轻负载条件下，如系统睡眠或待机模式时，可以禁用PWM开关操作以减少开关损耗。
• (LOWQ ^{TM}) 模式：在轻负载 (LOWQ ^{TM}) 模式下，LDO维持输出电压，仅消耗18µA的静态电流。这种模式在不引入杂散噪声和高纹波的情况下节省了电池寿命，相比脉冲跳过或突发模式调节器具有明显优势。

2. 电气参数

• 输入电压：2.7V至5.5V。
• 输出电流：在PWM模式下，内部功率MOSFET可提供高达600mA的输出电流，最大占空比可达100%，适用于低压差条件。

二、使用要求与注意事项

1. 要求

MIC2205评估板需要一个能够在2.7V时提供大于1A电流的输入电源，输出负载可以是有源或无源源。

2. 注意事项

• 评估板没有反极性保护，将负电压施加到VIN端子可能会损坏设备。
• 评估板的最大工作电压为5.5V，输入超过6V可能会损坏设备。

三、使用步骤

1. 连接输入电源

将外部电源连接到VIN端子，向评估板的VIN和接地端子施加所需的输入电压，注意极性和电源电压（2.7V ≤VIN ≤5.5V）。可以在输入电源和评估板的VIN端子之间放置一个电流表，并确保监测VIN端子的电源电压，因为电流表和/或电源线电阻可能会降低输入电压。

2. 连接负载

将负载连接到VOUT和接地端子，负载可以是无源（电阻性）或有源（电子负载）。可以在负载和VOUT端子之间放置一个电流表，并确保监测VOUT端子的输出电压。默认输出电压设置为1.8V，可以通过更改反馈电阻来调整。

3. 启用MIC2205

向使能引脚施加1.3V或更高的电压源。

四、输出电压调整

评估板上的输出电压是可调的，由反馈电阻（R1和R2）控制，计算公式为： [V{OUT }=1.0 V timesleft(frac{R 1}{R 2}+1right)] 评估板最初调整为1.8V，但可以通过移除R2并更换为能产生所需输出电压的值来轻松修改（移除R2将输出设置为1.0V），R2的计算公式为： [R 2=frac{100 k Omega}{left(frac{V{OUT }}{1.0 V}-1right)}]

五、(LOWQ ^{TM}) 模式

MIC2205是一款600mA的PWM功率设备，利用 (LOWQ ^{TM}) 轻负载模式在轻负载条件下最大化电池效率。当 (LOWQ ^{TM}) 控制引脚拉低（移除JP1）时，PWM调节器的所有偏置和驱动电流关闭，仅消耗18µA的工作电流，输出通过能够提供60mA输出电流的LDO进行调节，这种模式的优点是在 (LOWQ ^{TM}) 模式下产生干净、低电流、超低噪声的输出。当需要超过60mA的电流时，将 (LOWQ) 引脚拉高（连接JP1），MIC2205进入PWM模式，LDO输出将平稳过渡到PWM调节器，输出电压几乎没有变化，然后LDO输出关闭，通过PWM输出向负载高效提供高达600mA的电流。

六、物料清单

Ref Des	Part Number	Description	Manufacturer
C1	06036D475MAT2A	4.7 µ F 6.3V X5R 0603 Ceramic Capacitor	TDK
C1608X5R0J475M		Murata
C2	C1005X5R1C104K	0.1µF 16V X5R 0402 Ceramic Capacitor	TDK
GRM155R61C104K	0.1µF 16V X7R 0402 Ceramic Capacitor	Murata
C3	C1005X5R1C104K	0.1µF 16V X5R 0402 Ceramic Capacitor	TDK
GRM155R61C104K	0.1µF 16V X7R 0402 Ceramic Capacitor	Murata
C4	VJ0402A121KXJAT	120pF 16V X7R 0402 Ceramic Capacitor	Vishay
C5	06036D225MAT2A	2.2 µ F 6.3V X5R 0603 Ceramic Capacitor	AVX
GRM188R60J225KE19D		Murata
C1608X5R1A225K	2.2 µ F 10V X5R 0603 Ceramic Capacitor	TDK
L1	LQH32CN2R2M53	2.2 µ H 790mA Inductor	Murata
VLF3010AT-2R2M1R0	2.2 µ H 100mA Inductor	TDK
CBC2016T2R2M	2.2µH 750mA Inductor	Taiyo Yuden
R1	CRCW04021003FRT1	100kΩ 1% 0402 Resistor	Vishay
R2	CRCW04021243FRT1	124kΩ 1% 0402 Resistor	Vishay
R3	CRCW04021002FRT1	10kΩ 1% 0402 Resistor	Vishay
R4	CRCW04021002FRT1	10kΩ 1% 0402 Resistor	Vishay
U1	MIC2205BML/YML*	2MHz PWM Step-Down Converter/LDO	Micrel

七、总结

MIC2205评估板为电子工程师提供了一个高效、灵活的电源管理解决方案。其独特的 (LOWQ ^{TM}) 模式和可调节的输出电压，使其在便携式设备等应用中具有很大的优势。在使用过程中，只要注意输入电源、极性和电压范围等要求，就能充分发挥其性能。各位工程师在实际设计中，不妨考虑一下这款产品，看看它能否满足你的项目需求。