USB PD用電源IC MPX2001 評価ボードを動かしてみた

Monolithic Power Systems (以下、MPS社)のUSB PDの MPX2001Evaluation Kit(以下、評価ボード)の特長と評価ボードを使用して実際の動作結果を説明します。

USB PD用電源IC MPX2001

すぐに評価が始められる評価ボードと無償サンプルの提供が可能です。下記の申し込みフォームより、「無償サンプル希望」とお問い合わせください。

MPX2001評価ボードの特長

評価で使用する MPX2001 評価ボードの特長について説明します。

  1. 入力電圧は90Vac~264Vacまで幅広く入力することが可能です。
  2. 基板のサイズは6.85cm×3.92cm。
  3. パワーデリバリの5V、9V、15V、20Vで出力電力は45Wを出力することが可能です。
  4. PCに接続して出力電圧をモニタすることが可能です。

MPX2001評価ボード 測定内容

MPX2001 評価ボードを使用し、測定してみます。

今回測定する項目

  • 効率
  • USB PD規格へのマッチング立ち上がり波形、立ち下がり波形
評価する今回はMPX2001評価ボードの回路図です。

以下の測定環境で評価します。

  • 効率測定
  • 立ち上がり、立ち下がり波形

MPX2001評価ボード 動作方法、評価方法

MPX2001評価ボードの動作方法は安定化電源を入力して、出力電圧は今回はAVHzY CT-2 (Kotomi Premium) を使用して設定するだけで動作可能です。

(評価方法)

  1. 安定化電源でACの120Vac,230Vacの電圧設定を行い、安定化電源から評価ボードに配線して安定化電源の出力スイッチを押します。
  2. 出力電圧5V、9V、15V、20Vの設定はAVHzY CT-2 (Kotomi Premium) を使用して設定変更をします。
  3. 出力電圧を変更しながら、電子負荷装置を使用して負荷電流を変更します。
  4. パワーメータで入力電力と出力電力を読み取りして効率を測定します。
  5. 立ち上がり波形、立ち下がり波形はオシロスコープを使用して測定を行います。

MPX2001評価ボード 測定環境

評価ボードの測定環境の写真です。

今回の測定データについて

測定は、入力電圧を2種類120Vac、230Vac 、出力電圧を4種類5V,9V,15V,20Vで測定します。今回のページでは代表的なデータとして入力電圧を2種類120Vac、230Vac、出力電圧を5Vでの効率グラフと立ち上がり波形、立ち下がり波形のデータを載せています。

測定項目と条件について

※●のデータはその他のデータとしてまとめています。

EVX2001-Y-02Aの結果①-1
EVX2001-Y-02Aの効率データ

出力電圧5Vの測定データです。

Vout=5V
Vin(Vac) Load(%) Pin(W) Vo(V) Iout(A) Pout(W) Efficiency(%) Loss(W) Average Efficiency(%)
120 100 17 5.05 2.9995 15.147 89.10 1.85 88.23
75 12.73 5.04 2.2488 11.334 89.03 1.40
50 8.51 5.01 1.4975 7.502 88.16 1.01
25 4.34 5.03 0.7473 3.759 88.61 0.58
10 1.94 5.04 0.29649 1.494 77.03 0.45  
230 100 17.23 5.07 2.9997 15.208 88.27 2.02 86.48
75 12.92 5.04 2.249 11.335 87.73 1.59
50 8.7 5.05 1.4977 7.563 86.94 1.14
25 4.54 5.04 0.7477 3.768 83.00 0.77
10 2.02 5.06 0.2968 1.502 74.35 0.52  

効率データから入力電圧が120Vac、230Vac共に出力電圧は5%(4.75V~5.25V)の範囲に収まっておりました。
最大負荷電流値でも88%以上の効率を実現しておりました。

EVX2001-Y-02Aの結果①-2
EVX2001-Y-02Aの効率グラフ 全体(効率レンジを0%~100%)

入力電圧を120Vac、230Vac、出力電圧5Vで測定した効率グラフです。(室温25℃)

EVX2001-Y-02Aの結果①-3
EVX2001-Y-02Aの効率グラフ 拡大(効率レンジを72%~90%のところを拡大)

入力電圧を120Vac、230Vac、出力電圧5Vで測定した効率グラフです。(室温25℃)

EVX2001-Y-02Aの結果⑤-1
(立ち上がり電圧波形、立ち下がり電圧波形)

立ち上がり電圧波形と立ち下がり電圧波形です。

測定波形から立ち上がり波形、立ち下がり波形共にUSBトランジェンションの規格に満足しておりました。

EVX2001-Y-02Aの結果⑤-2
(立ち上がり電圧波形、立ち下がり電圧波形)

立ち上がり電圧波形と立ち下がり電圧波形です。

測定波形から立ち上がり波形、立ち下がり波形共にUSBトランジェンションの規格を満足していることを確認しました。
その他のデータについては下記のバナーから資料をダウンロードすることで確認可能です。

担当エンジニアからの一言

MPX2001評価ボードを使用することで電圧を5V/9V/15V/20Vの変更ができ、簡単に測定することができました。
効率は45W出力で90%以上を確認できました。
当初、想定していた評価よりも電源を入力して出力電圧は外側から制御するだけなので、基板の改造が無く簡単に評価できるKitになっております。
USBのPDの転用としても簡単に評価できる環境になっております。

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