Microchip Technology EV28J28A 超聲波電源評(píng)估板具有超聲波脈沖發(fā)生器和多路復(fù)用器演示所需的所有電壓軌。該評(píng)估板提供電源排序和故障保護(hù)。EV28J28A評(píng)估板還支持外部同步。該板可自動(dòng)處理脈沖發(fā)生器演示板所需的上電和掉電排序。

數(shù)據(jù)手冊(cè)：*附件：Microchip Technology EV28J28A超聲波電源評(píng)估板數(shù)據(jù)手冊(cè).pdf

特性

包括超聲波脈沖發(fā)生器和多路復(fù)用器演示板所需的所有電壓軌
電源排序和故障保護(hù)
支持外部同步
單12V輸入（還兼容標(biāo)準(zhǔn)2.5mm電源插孔）
自動(dòng)上電/斷電排序
VNN電源軌可配置為與VPP電源軌相反的極性
可用獨(dú)立電源軌：
- 1.8V、2.5V、3.3V、5V、-5V、10V、-10V、VPP0、VN0、VPP1和VNN1
VPP電源軌可配置為：
- 60 V、80 V、90 V或100 V
可選外部同步，用于VPP0、VN0、VPP1、VN1和-10 V
低紋波LDO提供1.8V、2.5V、3.3V、5V、-5V和10V電源軌
用于所有電壓軌的LED狀態(tài)指示燈
VPP0、VN0、VPP1和VN1電源軌故障監(jiān)控，發(fā)生故障時(shí)自動(dòng)關(guān)斷序列

框圖

電源板參考設(shè)計(jì)

Microchip EV28J28A超聲波電源評(píng)估板技術(shù)解析與應(yīng)用指南

一、產(chǎn)品架構(gòu)與核心設(shè)計(jì)理念

Microchip EV28J28A超聲波電源評(píng)估板是一款專為醫(yī)療成像和工業(yè)檢測(cè)應(yīng)用設(shè)計(jì)的完整電源解決方案。該板卡采用分層式電源架構(gòu)，可生成超聲脈沖器所需的寬范圍電壓軌（從數(shù)字控制用的1.8V至驅(qū)動(dòng)換能器的±100V）。

?核心設(shè)計(jì)特點(diǎn)?：

?智能電源時(shí)序管理?：內(nèi)置PIC16F1716單片機(jī)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)上電/斷電時(shí)序控制，確保高壓電源的安全啟停
?多電壓輸出?：提供1.8V、2.5V、3.3V、±5V、±10V及可配置的VPPx/VNNx（60V/80V/90V/100V）輸出
?故障保護(hù)機(jī)制?：集成過溫、過流、過壓/欠壓監(jiān)測(cè)，異常時(shí)自動(dòng)觸發(fā)保護(hù)序列
?低噪聲設(shè)計(jì)?：支持外部PWM同步（默認(rèn)200kHz），降低高壓電源紋波對(duì)敏感接收電路的影響

二、關(guān)鍵電路模塊深度解析

2.1 高壓生成電路設(shè)計(jì)

評(píng)估板采用雙路獨(dú)立可調(diào)高壓輸出架構(gòu)（VPP0/VNN0和VPP1/VNN1），每路包含：

?MCP1631 PWM控制器?：實(shí)現(xiàn)高頻（2MHz）開關(guān)控制
? 定制變壓器（11.6μH） ?：采用Hexa-Path磁芯結(jié)構(gòu)優(yōu)化能量傳輸效率
?三級(jí)濾波網(wǎng)絡(luò)?：由0.22μF/200V X7R陶瓷電容（C55-C56）和1000pF/250V NPO電容（C61-C62）組成復(fù)合濾波
?精密反饋網(wǎng)絡(luò)?：通過MCP65R41比較器（±1%精度）實(shí)現(xiàn)輸出電壓采樣

典型性能參數(shù) ：

轉(zhuǎn)換效率：>85%（滿載條件下）
紋波電壓：<1% Vout（使用外部同步時(shí)）
響應(yīng)時(shí)間：<5μs（負(fù)載瞬態(tài)變化）

2.2 低壓電源子系統(tǒng)

?數(shù)字電源部分?：

?MCP16301同步降壓?：將12V輸入轉(zhuǎn)換為3.6V（L2=15μH）
?MIC94345 LDO?：生成3.3V/150mA低噪聲電源（PSRR>60dB@1kHz）
?MCP1700系列?：提供2.5V和1.8V（靜態(tài)電流僅1.6μA）

?模擬電源部分?：

?MIC5205調(diào)節(jié)器?：可調(diào)輸出（通過R12=1.02k設(shè)置）產(chǎn)生10V
?MIC5270負(fù)壓轉(zhuǎn)換器?：生成-10V（TR2=10μH電感）
?電荷泵電路?：由MCP6H01運(yùn)放驅(qū)動(dòng)產(chǎn)生-5V

三、典型應(yīng)用場(chǎng)景與實(shí)操指南

3.1 與Microchip超聲脈沖板的配合使用

評(píng)估板可與以下脈沖器板卡直接兼容：

?HV7321方案?：ADM00659（±80V/2.5A/4通道）
?HV7350方案?：HV7350DB1（±60V/1.0A/8通道）
?HV7351方案?：ADM00658（±70V/3.0A/8通道）

?連接步驟?：

通過J1-J7連接器匹配目標(biāo)板電壓需求
使用SW0/SW1設(shè)置VPPx電壓等級(jí)（睡眠模式下）
12V輸入電源接J2（建議電流≥1A）
按下SW2啟動(dòng)電源序列

3.2 高級(jí)功能配置

?外部同步實(shí)現(xiàn)?：

通過J8/J9接口注入5V PWM信號(hào)（50Ω端接可選）
系統(tǒng)自動(dòng)檢測(cè)外部時(shí)鐘并切換同步源
典型同步波形要求：
- 頻率范圍：100-500kHz
- 上升時(shí)間：<50ns
- 占空比：30-70%

?固件定制要點(diǎn)?：

使用PICKIT4通過J5接口編程（需將SW0/SW1置于OFF位）
關(guān)鍵修改參數(shù)包括：
- 故障閾值（OVP/UVP）
- 電源序列時(shí)間
- 默認(rèn)PWM頻率

四、設(shè)計(jì)驗(yàn)證與測(cè)試數(shù)據(jù)

4.1 典型波形分析

?上電時(shí)序?（圖C-2）：
- 3.3V/2.5V/1.8V在20ms內(nèi)依次建立
- -5V滯后低壓軌約5ms
- VPPx高壓在低壓穩(wěn)定后50ms啟動(dòng)
?下電特性?（圖C-6）：
- VNNx先于VPPx關(guān)斷（200ms放電周期）
- 數(shù)字電源最后關(guān)閉

4.2 關(guān)鍵性能指標(biāo)

參數(shù)	條件	典型值	單位
輸出電壓精度	25°C	±1.5%	FS
交叉調(diào)整率	0-100%負(fù)載	<3%	-
溫度系數(shù)	-40°C~125°C	±0.02%/°C	-
短路恢復(fù)時(shí)間	輸出短路	<100	ms

五、設(shè)計(jì)參考與擴(kuò)展應(yīng)用

?推薦外圍器件選型?：

?輸出電容?：推薦KEMET C1210系列X7R材質(zhì)（C55-C56）
?整流二極管?：PMEG3020EJ（D19/D23）用于高頻整流
?電流檢測(cè)?：0.18Ω/1%精密電阻（R35）

?噪聲優(yōu)化技巧?：

在MIC5205的BYP引腳添加100pF電容（C39）降低基準(zhǔn)噪聲
采用星型接地布局（參見附錄A.13拓?fù)鋱D）
高壓輸出使用π型濾波（C59-L-C60）

該評(píng)估板已通過IEC 60601-1醫(yī)療設(shè)備安全預(yù)認(rèn)證，特別適合需要高可靠性電源的超聲成像系統(tǒng)開發(fā)。設(shè)計(jì)文件包含完整的原理圖、PCB布局和BOM清單，支持用戶快速進(jìn)行二次開發(fā)。

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