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2004 Microchip Technology Inc.
DS21876A_CN
第
13
頁
MCP1650/51/52/53
4.0
詳細(xì)說明
4.1
器件概述
MCP1650/51/52/53
是一種門控振蕩升壓控制器。通過
外接一個
N
溝道
MOSFET
管、一個肖特基二極管和一
個升壓電感,可以實(shí)現(xiàn)高輸出功率的應(yīng)用。
750 kHz
遲
滯門控振蕩器架構(gòu)使它可采用小型的低成本外部元件。
通過使用一種遲滯方法,不需要補(bǔ)償元件就可以獲得穩(wěn)
定的調(diào)節(jié)輸出。
通過比較輸出電壓 (利用外接的分壓電阻檢測)與
MCP1650/51/52/53
內(nèi)置的參考電壓來調(diào)整輸出電壓。
當(dāng)檢測到的輸出電壓低于參考電壓時,
EXT
引腳以
750 kHz
門控振蕩頻率輸出脈沖來控制外部
N
溝道
MOSFET
的接通與關(guān)斷。外部
N
溝道
MOSFET
接通時,
能量存儲在升壓電感中;當(dāng)
MOSFET
被關(guān)斷時,能量
通過外部肖特基二極管傳給負(fù)載。需要數(shù)個脈沖來提供
足夠的能量,以加大輸出電壓,使其超過遲滯上限。一
旦高于遲滯上限,內(nèi)部振蕩器不再輸出至
EXT
引腳,而
輸入與輸出之間也不存在能量轉(zhuǎn)移。
檢測
MOSFET
中的峰值電流可限制它的最大值。同所
有的升壓拓?fù)滢D(zhuǎn)換器一樣,即使
MOSFET
被關(guān)斷,通
過升壓電感和二極管仍然存在一條通向負(fù)載的直流回
路。建議使用附加的保護(hù)電路(如:保險(xiǎn)絲)來進(jìn)行短
路保護(hù)。
4.2
輸入電壓
MCP1650/51/52/53
系列器件的輸入電壓范圍為
2.7V
至
5.5V
。對于
S
選項(xiàng)器件,欠壓鎖定(
UVLO
)功能可以在
輸入電壓降至典型值
2.55V
以下時關(guān)斷升壓控制器;對
于
R
選項(xiàng)器件,
UVLO
設(shè)置為
2.0V
。當(dāng)需要把輸出電
壓“自舉”回輸入端時建議使用
R
選項(xiàng)器件。升壓操作
期間
MCP1650/51/52/53
器件的輸入電壓由輸出電壓提
供。這可以用來從輸入電壓提供輸出電壓,從而以
2V
左右 (兩節(jié)堿電池)的電壓便能啟動器件。
4.3
固定占空比
MCP1650/51/52/53
系列采用一種獨(dú)特的雙步最大占空
比架構(gòu)來最大限度地減小輸入峰值電流,并可為寬輸入
電壓范圍改進(jìn)輸出紋波。當(dāng)輸入電壓低于
3.8V
,占空比
的典型值為
80%
;當(dāng)輸入電壓高于
3.8V
,占空比一般
為
56%
。處于高輸入電壓時通過減小占空比,可以減小
輸入峰值電流。對于低輸入電壓,在升壓
MOSFET
的
工作期間,占空比越長,可存儲的能量越多。對于跨越
3.8V
輸入范圍的應(yīng)用,所選的電感值不僅應(yīng)該適合占空
比為
80%
時的最小輸入電壓,也應(yīng)該適合占空比為
56%
時的
3.8V
。參考
5.0
節(jié) “應(yīng)用電路/問題”
以獲取
選擇電感值的更多信息。
4.4
關(guān)斷輸入操作
SHDN
引腳用來接通和關(guān)斷
MCP1650/51/52/53
。當(dāng)
SHDN
引腳接至低電平時,
MCP1650/51/52/53
被關(guān)
斷 ;當(dāng)連至高電平時,只要輸入電壓不低于
UVLO
閾
值,
MCP1650/51/52/53
即被使能,并開始升壓操作。
4.5
軟啟動操作
當(dāng)電源首次用于
MCP1650/51/52/53
時,通過控制內(nèi)部
參考電壓的初始化過程來放緩進(jìn)行升壓的啟動輸出電
壓。這樣可以降低來自電源的高浪涌電流。較高的浪涌
電流會導(dǎo)致電源電壓突然下降,
UVLO
閾值跳變,并在
轉(zhuǎn)換器達(dá)到穩(wěn)定工作狀態(tài)之前關(guān)斷轉(zhuǎn)換器。
4.6
門控振蕩器架構(gòu)
MCP1650/51/52/53
利用一個
750 kHz
的內(nèi)置振蕩器作
為時基。當(dāng)輸入電壓低于或高于額定電壓
3.8V
時,振
蕩器占空比的典型值分別為
80%
和
56%
。兩種占空比
用來減小輸入電壓大范圍變化時設(shè)備中的峰值感應(yīng)電
流。高峰值感應(yīng)電流會導(dǎo)致不希望出現(xiàn)的高輸出紋波電
壓。對于輸入電壓跨越
3.8V
界線的設(shè)備,兩種占空比
條件都需要檢測以確定哪一種能量儲存最少。參考
5.0
節(jié)“應(yīng)用電路/問題”
以獲得相關(guān)設(shè)計(jì)考慮事項(xiàng)
的更多信息。