核心芯片:MPM3685
工作原理详解
1. 输入滤波与保护 (Input Filtering & Protection)
元件: C18(22µF), C19(100nF), EC4(22µF电解电容), R32(0Ω), R28(0Ω), R16(0Ω)。
作用:
缓冲与储能: 大容量电容(EC4, C18)用于平滑输入电压,为芯片提供瞬时大电流,应对负载突变。
高频去耦: 小容量陶瓷电容(C19)为芯片提供低阻抗的高频电流路径,滤除开关噪声。
0Ω电阻 (R32, R28, R16): 通常用作跳线或保险丝。在调试阶段方便断开测量,也可能在过流时熔断以保护后续电路。它们也提供了单一的电流路径,有助于方便测量电流。
2. 输出电压设置 (Output Voltage Setting)
元件: R21(100kΩ), R22(100kΩ), R24(7.5kΩ)。
作用: 这是电路工作的核心配置。通过连接在 FB(反馈)引脚上的电阻分压网络来精确设定输出电压值。
芯片内部有一个精密的参考电压(Vref,通常是 0.6V 或 0.8V)。
分压电阻将输出电压 VOUT分压后与 Vref比较。误差放大器会自动调整开关占空比,使 FB引脚电压等于 Vref,从而稳定输出电压。
计算公式: VOUT = Vref * (1 + Rupper / Rlower)
假设 Vref = 0.8V,Rupper = R21 // R24(并联),Rlower = R22,则可以计算出 VOUT。这里的电阻组合(100kΩ, 100kΩ, 7.5kΩ)很可能用于设置一个常见的电压,如 5.0V 或 3.3V
3. 使能与控制 (Enable & Control)
元件: R23(60.4kΩ), R27(20Ω?), C27(100nF)。
作用:
使能 (EN): EN引脚通过电阻 (R23) 上拉到 VIN。这意味着一旦输入电压 VIN建立,芯片就会自动启用。也可以通过外部信号控制该引脚来远程开启/关闭电源。
模式选择 (MODE): MODE引脚可能用于选择芯片的工作模式,如脉冲跳跃模式(轻载高效) 或 强制连续导通模式(低噪声)。通过电阻 (R27) 将其设置为高电平或低电平来选择不同模式。
补偿 (COMP): C27连接到 COMP引脚,这是误差放大器的补偿节点。该电容用于环路补偿,确保反馈系统稳定,不发生振荡。
4. 功率转换与输出 (Power Conversion & Output)
过程: 转换过程主要在芯片内部完成。
开关阶段: 内部上管MOSFET导通,电流从 VIN流入,通过内部电感,向输出电容充电并向负载供电,电感储能。
续流阶段: 内部上管关断,内部下管(同步整流管)导通,电感电流通过下管继续流通,能量释放给负载。
这个过程以高频重复,通过调整导通和关断时间的比例(占空比),将高输入电压转换为稳定的低输出电压。
输出: 稳定的直流电压从 VOUT引脚输出。尽管芯片内部已集成电感,外部可能仍需要输出电容(如 C17, TP13, TP14)来进一步滤除纹波并提供更快的动态响应。
5. 测试与接口 (Test & Interface)
元件: TP13, TP14, TP15, TP16, U11。
作用:
测试点 (TP): 用于生产和调试阶段测量关键信号
接口 (U11): 输出连接器,用于将生成的电源连接到目标电路板。