【導讀】MP8859 是一款4開關同步升降壓變換器。 它支持2.8V至22V的寬工作輸入電壓范圍（電流高達4A），可提供1V至20.47V范圍內的輸出電壓（電流高達3A），以10mV為步長。通過方便易用的I2C接口，用戶可以輕松配置操作參數。這使得MP8859非常適用于USB PD和電池供電的便攜式設備。
根據連接的終端設備，USB PD應用通常需要5V至20V（如，5/9/15/20）范圍之內的輸出電壓。該變換器的輸入電源電壓可能是固定的12V（如，筆記本電腦的內部USB PD端口）；或者，是不固定的電池包電壓（如，USB PD便攜式充電器）（請參見圖1）。 終端設備通常通過纜線在USB插座上熱插拔，這意味著升降壓變換器必須具有快速動態響應，以應對負載的突然變化。MP8859還提供線損補償功能，可以補償由于USB線纜阻抗導致的壓降。
圖1: USB PD充電器
許多電池供電的便攜式設備都需要DC/DC升降壓拓撲結構以生成穩定的固定輸出電壓。因為是電池包，剛開始的輸入電壓可能高于輸出電壓，隨著電池放電，其輸入電壓可能低于輸出電壓。
以數碼相機為例，其DC/DC變換器需要為光學變焦電機供電。相機必須在瞬態大電流條件下提供恒定的供電電壓，以實現快速變焦（請參見圖2）。由于電池電壓隨剩余電荷而變化，升降壓變換器可提供良好的動態響應以及升降壓模式之間的無縫切換，從而實現可靠的操作。
MP8859是一款集成升降壓變換器，適用于類似數碼相機的多種應用。
產品特性和優勢
● 2.8V至22V寬工作輸入電壓范圍
● 1V至20.47V輸出電壓范圍（默認為5V），通過I2C提供10mV分辨率
● 3A輸出電流或4A輸入電流
● 內部集成4個低導通電阻功率MOSFET
● 500kHz開關頻率
● 帶打嗝模式的輸出過壓保護（OVP）
● 帶打嗝模式的輸出短路保護（SCP）
● 過溫警告和關斷
● 帶ALT引腳的I2C接口
● 四個可配置的I2C地址
● 用于默認設置的一次性可調（OTP）非易失性存儲器
● I2C可配置線路壓降補償、PFM/PWM模式、軟啟動、過流保護（OCP）
● EN關斷、可配置輸出放電
● 采用QFN-16（3mmx3mm）封裝
● 通過UL認證，UL2367：E322138 li60950-1 / li60950-1-07：E500002-A1-CB-1
圖2: 變焦數碼相機
圖3: MP8859功能框圖
工作原理
MP8859在降壓模式下采用恒定導通時間（COT）控制，在升壓模式下采用恒定關斷時間控制，可提供快速負載瞬態響應和平滑的升降壓模式切換。MP8859可根據輸出負載在脈沖頻率調制（PFM）模式和脈沖寬度調制（PWM）模式之間自動切換，也可以設置為強制PWM模式。自動PFM/PWM模式可最大程度地提高輕載效率，而強制PWM模式則可提供最低的輸出紋波。它還可以配置恒定的輸出電流限值，可應用于更廣泛的場合。
圖 4 顯示了具備四個內部MOSFET橋和外部電感器的器件結構。 當VIN超過VO時，變換器工作在降壓模式；當VIN接近VO時，它以升降壓模式工作；當VIN低于VO時，工作于升壓模式(請參見圖5).
圖4: 拓撲結構
圖5: 工作模式
MP8859 MPS提供MP8859評估套件，其中包括一個演示板、USB到I2C的通信接口，以及GUI軟件。（請參見圖6）。
圖6: MP8859評估套件
MP8859性能
MP8859使用MPS先進的半導體工藝來提供高轉換效率。 在12V輸入電壓和9V/1.5A輸出電壓條件下，工作于強制PWM降壓模式，其效率高達97％（如圖7所示）。
圖7: 效率曲線(VIN = 12V, VOUT = 5V 至 20V, 強制PWM模式)
在5V輸入電壓和9V/0.5A輸出電壓條件下，工作于強制PWM升壓模式，效率高達96％（如圖8所示）。
圖8: 效率曲線 (VIN = 5V, VOUT = 5V 至 9V, 強制PWM模式)
MP8859可在滿負載時將負載調整率保持在±0.10％以內，以確保輸出電壓的穩定性（如圖9所示）。
圖9：負載調整率與負載電流關系圖
默認器件參數
TMP8859的一次性可調（OTP）非易失性存儲器存儲了每個可配置器件選項的默認設置，并在啟動時加載。所有出廠默認設置可在MP8859數據手冊中查看。
這些默認設置可根據客戶要求針對每個用例進行更改，具體可聯系MPS現場技術支持工程師討論更改事宜。
結論
MP8859是一款多功能升降壓變換器，適用于要求輸出電流高達3A的各種USB、PD或便攜式電池供電應用。其I2C可配置性加快了評估速度并減少了設計時間，從而可實現MP8859的快速定制。
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