SD6304E18C [SHOUDING]
High efficiency synchronous boost DC-DC converter;型号: | SD6304E18C |
厂家: | SHOUDING Shouding Semiconductor |
描述: | High efficiency synchronous boost DC-DC converter |
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Shouding
高效率同步升压 DC-DC 变换器
SD6304
概述
特点
SD6304 是一款高效率、低功耗、低纹波
的PFM同步升压DC/DC变换器。
最高效率:95%
最高工作频率:300 KHz
低静态电流:17uA
SD6304
仅需要三个外围元件,就可完成
将低输入的电池电压变换升压到所需的工作
电压。
可选输出电压:1.8V~3.3V
输出精度:±2%
的输出电压,可通过内部调节进
SD6304
行选择(步进 0.1V),方便客户应用于不同
SD6304
低启动电压:0.75V
低纹波,低噪声
的输出负载情况。
低纹波,低噪声的特点。
系统输出电压具有
应用领域
内置的同步开关管可极大降低
SD6304
开关管上的损耗,使效率最高可达 95%,
工作于PFM模式,可有效降低轻载模
1~2 个干电池的电子设备
SD6304
电子词典、数码相机、LED 手电筒、
LED 灯、血压计、MP3、遥控玩具、无
线耳机、无线鼠标键盘、医疗器械、防
丢器、汽车防盗器、充电器、VCR、PDA
等手持电子设备
式下的损耗,提高设备的使用周期。同时,芯
片低的静态电流可进一步降低系统损耗。
典型应用电路图
SD6304
图 1:
典型应用电路图
SD6304
1
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高效率同步升压 DC-DC 变换器
SD6304
订货信息
产品型号
SD6304E XX X
A
B
C
丝印
C XX X
批次
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高效率同步升压 DC-DC 变换器
SD6304
封装及管脚分配
CXXX
CXXX
SD6304EXXA
SD6304EXXB
CXXX
CXXX
SD6304EXXC
SD6304EXXTO
3
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高效率同步升压 DC-DC 变换器
SD6304
管脚定义
管脚序号
SOT23 SOT23-5 SOT89-3
管脚
名称
管脚
类型
描述
TO92
2
3
-
5
2
1
4
3
3
2
-
3
2
-
LX
VOUT
EN
输出
输入
输入
地
功率开关管漏端
输出电压反馈端
使能端(高电平有效)
地
1
-
1
-
1
-
GND
NC
悬空
悬空
内部电路方框图
图 2: SD6304的内部电路方框图
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高效率同步升压 DC-DC 变换器
SD6304
(注 1)
极限参数
参数
符 号
描述
最小值 最大值 单位
电压
电流
7
V
mA
W
V
OUT 和 VLX 端的最大电压值
LX 端最大电流
VMAX
ILX_MAX
PSOT23
PSOT23-5
PSOT89-3
PTO92
1000
0.25
0.3
SOT23 封装最大功耗
SOT23-5 封装最大功耗
SOT89-3 封装最大功耗
TO92 封装最大功耗
工作温度范围
W
最大功耗
0.5
W
0.75
85
W
-20
-40
oC
oC
TA
存储温度范围
120
TSTG
温度
SOT23、SOT23-5 和 SOT89-3 封装的焊
接温度(时间少于 30 秒)
230
250
240
oC
TSD1
TO92 封装的焊接温度(时间少于 5 秒)
260
oC
V
TSD2
ESD
HBM
2000
VHBM
注 1:超过上表中规定的极限参数会导致器件永久性损坏。而工作在以上极限条件下可能会影响器件的可靠性。
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电特性
除非特别说明,CIN =22uF,COUT =22uF,L1 =22uH ,TA =25oC
参数
符号
测试条件
最小值 典型值 最大值 单位
电源电压
最大输入电压
VOUT
V
V
VIN_MAX
ILOAD =1mA,
IN 从 0V 上升到 2V
启动电压
保持电压
0.75
VSTART
V
ILOAD =1mA,
0.6
V
VHOLD
V
IN 从 2V 下降到 0V
输出电压
输出电压精度
-2.5
2.5
%
△VOUT
电源电流
电感电流极限值
无负载输入电流
900
17
mA
uA
ILIMIT
IIN0
VIN=1.8V,VOUT=3.3V
驱动 VOUT 引脚电压为正
常 VOUT 电压+0.5V
VOUT 输入电流
7
uA
uA
IOUT0
待机输入电流
无负载,EN 为低电平
1
IINQ
效率
效率
η
VIN=2.0V,IOUT=10mA
94
%
EN 使能端输入
EN 端输入高电平
EN 端输入低电平
V
V
0.4*VOUT
0.2
振荡特性
最高振荡频率
振荡占空比
300
83
KHz
%
FMAX
DCOSC
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高效率同步升压 DC-DC 变换器
SD6304
应用指南
SD6304
工作原理
率、低纹波、低噪声。
在讨论之前,定义占空比D:
是一款BOOST架构、同步电压
SD6304
型PFM控制模式的DC-DC变换器。
V
IN
D 1
(1)
所需的外部元器件非常少,只
SD6304
V
OUT
需要一个电感和输入、输出电容就可以提供
1.8V~3.3V的稳定的低噪声输出电压。
电感选择
电感值有以下几个方面需要考虑:首先
是需要保证能够使得BOOST DC-DC在连
续电流模式能够正常工作的最小电感值
芯片内部包括输出电压反馈和修正网
络、启动电路、震荡电路、参考电压电路、
PFM控制电路、过流保护电路、同步管控制
以及功率管等。
LMIN
:
2
PFM控制电路是
的核心,该模
SD6304
D * 1 - D * RLOAD
块根据其他模块传递的输入电压信号、负载
信号以及电流信号来控制功率管的开关,
从而达到控制电路恒压输出的作用。在
PFM控制系统中,固定震荡频率和脉宽,稳
定的输出电压是根据输入、输出电压比例以
及负载情况通过削脉冲去调节在单位时间
内功率管的导通时间来实现的。
L
MIN
(2)
2 * FS
该公式是在连续电流模式,忽略其他诸
如寄生电阻、二极管的导通压降的情况下推
导出的,实际的值还要大一些。
其次,考虑到通过电感的电流的纹波问
题,同样在连续电流模式下忽略寄生参数,
当电感过小时,会造成电感上的电流纹波过
大,从而使得通过电感、芯片中的同步管和
功率管的最大电流过大。由于同步管和功率
管不是理想的,所以在特别大的电流时其功
率损耗会加大,导致整个DC- DC电路的转
换效率降低。
震荡电路提供基准震荡频率和固定的
脉宽;参考电压电路提供稳定的参考电平;
并且由于采用内部的修正技术,保证了输出
电压精度可达到±2.5%。
BOOST架构DC-DC变换器的功率损耗
主要是电感的寄生串联电阻、同步管的导通
电阻、功率管的导通电阻以及控制功率管信
号的驱动能力这四个方面,当然芯片本身消
耗的静态功耗在低负载的情况下也会影响
转换效率。
第三,一般来说,不考虑效率问题,小
电感的负载能力强于大电感。但是由于在相
同负载条件下,大电感的电流纹波和最大的
电流值相对较小,所以大电感可以使得电路
在更低的输入电压下启动。(以上均是在相
同的寄生电阻条件下推导出的结论)
为了获得较高的转换效率,除了要求用
户选择合适的电感、电容外,芯片内部的功
率管和同步管导通电阻也要非常小。功率管
由驱动能力很强的驱动电路驱动,保证功率
管开关时快的上升沿和下降沿,大大减小了
开关状态时的动态损耗。
的工作频率高达 300KHz,其
SD6304
目的是为了能够减小外部的电感尺寸,故
SD6304
只需要 4.7uH以上的电感就可以保
证正常工作, 但是输出端如果需要输出大
电流负载(例如:输出电流大于 50mA),
为了提高工作效率,建议使用较大电感。同
时,在大负载下,电感上的寄生电阻会极大
地影响转换效率,假设电感的寄生电阻为
如上所述,电感的寄生串联电阻,同
步管和开关管的导通电阻的大小会影响功
率损耗。同时电容和电感会影响输出纹波。
选择合适的电感、电容可以获得高转换效
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高效率同步升压 DC-DC 变换器
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RL,负载电阻RLOAD,那么在电感上的功率
损耗大致如下式计算:
得系统的反应时间过慢,成本也会增加。所
以建议使用 22uF的电容,如果需要更小的
纹波,则需要更大的电容。如果负载较小
(10mA左右),则可以使用较小的电容。
当考虑电容的ESR时,输出纹波就会增加:
RL
(3)
2
RLOAD * 1 - D
I
MAX * RESR
例如当输入为 1.5 V,输出 3.0V,负载
20Ω(即输出电流为 150mA),RL为 0.5Ω
时,则效率损失 10%。综合考虑,建议使
用 22uH、寄生串联电阻小于 0.5Ω的电感。
如果需要提高大负载时的效率,则需要使用
更大电感值、更小寄生电阻值的电感。
r r
(5)
VOUT
当大负载的时候,由于ESR造成的纹波
将成为最主要的因素,输出电压纹波可能会
大大超过 100mV。同时,ESR又会增加效
率损耗,降低转换效率。所以建议使用ESR
低的钽电容,或者多个电容并联使用。
输出电容选择
不考虑电容的等效串联电阻(ESR),
输出电压的纹波为:
输入电容
只要电源稳定,即使没有输入滤波电
容,DC-DC电路也可以输出低纹波、低噪
声的电流电压。但是当电源离DC-DC电路
较远, 建议在DC-DC的输入端就近加上
10uF以上的滤波电容,可以减小输出的噪
声。
VOUT
D
r
(4)
V
OUT
R
* CF
LOAD
所以为了减小输出的纹波,需要比较大
的输出电容值。但是输出电容过大,就会使
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封装信息
SOT23 封装尺寸图:
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SOT23-5 封装尺寸图:
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SOT89-3 封装尺寸图:
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TO92 封装尺寸图:
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