UCC39411低功耗同步升压转换器评估套件设计解析

在电子设计领域，低功耗同步升压转换器的应用越来越广泛。UCC39411/2/3评估套件为工程师提供了一个评估该系列低功耗同步升压转换器在典型应用电路中性能的平台。下面我们就来详细了解一下这个评估套件的相关设计要点。

文件下载：UCC39411EVM.pdf

评估套件概述

UCC39411/2/3评估套件可用于评估UCC39411/2/3低功耗同步升压转换器在典型应用电路中的性能。其原理图如图1所示，该套件可以配置为评估UCC39411系列的任何版本。

UCC39411/2/3的特性

封装与供电特性

• 封装：采用8引脚TSSOP封装。
• 启动与工作电压：在(VBAT ≥1V)的满载条件下可保证启动，启动后可低至0.5V工作。
• 输入电压范围：具有1V至3.2V的宽输入电压范围。
• 输出功率：当(VBAT)低至0.8V时，可提供200mW的输出功率。
• 二次电源：可通过单个电感器提供二次电源电压。

功能特性

• 关断功能：关断时输出完全断开。
• 控制模式：采用自适应电流模式控制，以实现最佳效率。
• 低关断电流：具有低关断电源电流。
• 复位功能：内置可编程复位脉冲宽度的复位功能。

输出电压编程

评估板出厂时，UCC39411可调版本已编程为3.3V输出。对于UCC39411可调版本，输出电压由电阻分压器R1和R2根据1.25V的内部参考电压进行编程，公式为(V_{OUT }=1.25 cdotleft(1+frac{R 1}{R 2}right))。需要注意的是，反馈引脚的戴维南阻抗必须大于200kΩ。在设计UCC39411 IC（可调输出）时，必须安装电容C5，否则会导致输出电压纹波过大。

芯片关断

可以使用SW1来关断芯片并禁用输出。将SW1切换到关闭位置会将SD/FB引脚（引脚4）拉至地，从而关断芯片；将SW1切换到开启位置会使SD/FB引脚浮空，从而启用芯片。

元件选择

电感器选择

在大多数应用中，22µH的电感值效果最佳，但10µH至100µH之间的值也是可以接受的。较低值的电感器通常具有较低的ESR和较小的物理尺寸。由于滞回控制器的特性，较大的电感值通常会导致更大的整体电压纹波。建议电感的ESR在满载运行时小于0.15Ω。

输出电容器选择

一旦选择了电感值，输出电容器的值将决定输出纹波电压。最坏情况下的峰 - 峰纹波电压由输出电容器的ESR和电容值两个因素决定，公式为(Delta V=frac{I{C L}^{2} cdot L}{2 cdot C cdotleft(V{O}-V{B A T}right)}+I{C L} cdot E S R{C{O U T}})。评估板配备了一个ESR为100mΩ的100µF Sprague钽表面贴装电容器，在200mW输出时输出电压纹波为20mVP - P。

输入和VGD电容器选择

UCC39411在VBAT上不需要大的去耦电容即可正常工作，大多数应用中10µF的电容就足够了。当电容值足够大以去耦源阻抗时，可实现最佳效率。在VGD上使用10µF的电容应该足以在满载条件下保证UCC39411的正常运行。

复位周期设置

RESET引脚（开漏）提供有关VOUT状态的指示。如果VOUT降至其标称值的10%以下，RESET（引脚5）将变为低电平。上电时，RESET将保持低电平，直到输出达到其标称值的90%且复位周期已过。复位周期由放置在CT（引脚6）上的电容设置，公式为(T_{R E S E T}=C T cdot 2.5 × 10^{6})秒。

莫仕连接器

除了安装在板上的AA电池座外，还有一个5引脚的莫仕连接器供用户根据需要进行接口连接。连接器的引脚排列如图1所示，连接器的引脚1位于电路板的左上角。

重要注意事项

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在使用UCC39411低功耗同步升压转换器进行设计时，工程师们需要综合考虑以上各个方面的因素，以确保设计的电路能够满足实际应用的需求。大家在实际设计过程中遇到过哪些类似的挑战呢？欢迎在评论区分享交流。