Microchip MCP16331T-E/CH固定頻率降壓DC-DC轉(zhuǎn)換器中文資料

型號與類型

型號：MCP16331T-E/CH

類型：MCP16331T-E/CH是一款高度集成、高效、固定頻率的降壓型DC-DC轉(zhuǎn)換器，專為各種需要高效電源轉(zhuǎn)換的應(yīng)用設(shè)計。這款轉(zhuǎn)換器采用流行的6引腳SOT-23或8引腳2x3 TDFN封裝，能夠處理高達(dá)50V的輸入電壓源，滿足多種電源輸入需求。

　　廠商名稱：Microchip

　　元件分類：DCDC電壓芯片

　　中文描述： 直流-直流開關(guān)降壓(逐步遞減)穩(wěn)壓器,可調(diào),4.4V-50V輸入,2V-24V輸出,500mA輸出,SOT-23-6

　　英文描述： 0V 500mA Adj.Switch Regulator SOT23-6 Microchip,MCP16331T-E/CH Step-Down Switching Regulator 1.2A Adjustable,2→24 V,6-Pin SOT-23

　　數(shù)據(jù)手冊：http://www.qoodd.com/data/k09-36787472-MCP16331T-E/CH.html

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　　MCP16331T-E/CH概述

　　MCP16331T-E/CH是一款高度集成高效固定頻率降壓DC-DC轉(zhuǎn)換器,工作電壓可高達(dá)50V.集成功能包括高壓側(cè)開關(guān),固定頻率峰值電流模式控制,內(nèi)部補償,峰值電流限制以及過溫保護.需要極少外部元件,就能開發(fā)完整的降壓DC-DC轉(zhuǎn)換器電源.該產(chǎn)品具有集成電流限制,低電阻,高速N溝道MOSFET和相關(guān)驅(qū)動電路,可實現(xiàn)高轉(zhuǎn)換器效率.高開關(guān)頻率可最大限度地減小外部濾波元件的尺寸,從而節(jié)省解決方案占用空間.

　　效率高達(dá)96%

　　2％輸出電壓精準(zhǔn)度

　　500kHz固定頻率

　　可調(diào)輸出電壓

　　6?A設(shè)備關(guān)機電流

　　峰值電流模式控制

　　內(nèi)部補償

　　內(nèi)部軟啟動

　　逐周期峰值電流限制

　　4.1V啟動,3.6V停止欠壓鎖定(UVLO)

　　過溫保護

　　應(yīng)用

　　電源管理,工業(yè),消費電子產(chǎn)品,車用,計量,醫(yī)用

　　MCP16331T-E/CH中文參數(shù)

　　MCP16331T-E/CH引腳圖

工作原理

MCP16331T-E/CH的工作基于降壓（Buck）轉(zhuǎn)換器的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，其核心是通過脈寬調(diào)制（PWM）技術(shù)控制功率開關(guān)管的導(dǎo)通與關(guān)斷，從而調(diào)節(jié)輸出電壓至預(yù)定值。轉(zhuǎn)換器的核心組成部分包括功率開關(guān)管（通常是一個高速N溝道MOSFET）、儲能電感、續(xù)流二極管、輸出濾波電容以及控制電路。

具體工作過程如下：

1. 導(dǎo)通階段：當(dāng)PWM信號使功率開關(guān)管導(dǎo)通時，輸入電壓直接加到儲能電感上，電感上的電流線性增加，同時電感儲存能量。此時，續(xù)流二極管截止，電感電流一部分供給負(fù)載，另一部分為濾波電容充電。

2. 關(guān)斷階段：當(dāng)PWM信號使功率開關(guān)管關(guān)斷時，電感電流不能突變，因此電感上的感應(yīng)電壓極性反轉(zhuǎn)，維持電流方向不變。此時，續(xù)流二極管導(dǎo)通，電感中儲存的能量通過續(xù)流二極管繼續(xù)向負(fù)載供電，電感電流線性減小。同時，濾波電容放電，與電感電流疊加，繼續(xù)為負(fù)載供電。

通過重復(fù)上述過程，MCP16331T-E/CH能夠持續(xù)、穩(wěn)定地將較高的輸入電壓轉(zhuǎn)換為較低的輸出電壓，并通過內(nèi)部的控制機制保持輸出電壓的穩(wěn)定性和精度。

特點

1. 高度集成：MCP16331T-E/CH集成了高側(cè)開關(guān)、固定頻率峰值電流模式控制、內(nèi)部補償、峰值電流限制和過溫保護等多種功能，極大地簡化了外部電路設(shè)計。

2. 高效率：通過集成限流、低電阻、高速N溝道MOSFET和相關(guān)驅(qū)動電路，MCP16331T-E/CH能夠?qū)崿F(xiàn)高達(dá)96%的轉(zhuǎn)換效率，減少能源浪費。

3. 小型化設(shè)計：高開關(guān)頻率（500kHz）最小化了外部濾波元件的尺寸，使得整個解決方案占用空間更小，適合空間受限的應(yīng)用場景。

4. 可調(diào)輸出電壓：輸出電壓范圍覆蓋2.0V至24V，并可通過外部電阻分壓器靈活設(shè)置，滿足不同應(yīng)用需求。

5. 過溫保護與欠壓鎖定：集成過溫保護和欠壓鎖定（UVLO）功能，確保在極端工作條件下轉(zhuǎn)換器也能穩(wěn)定可靠地工作。

6. 低關(guān)斷電流：在關(guān)閉狀態(tài)下，MCP16331T-E/CH僅消耗幾微安的電流，有助于節(jié)省能源。

應(yīng)用

MCP16331T-E/CH廣泛應(yīng)用于各種需要高效、穩(wěn)定電源轉(zhuǎn)換的場合，包括但不限于：

• 微控制器（MCU）供電：如PIC? MCU/dsPIC? DSC微控制器偏置供電。

• 工業(yè)直流-直流轉(zhuǎn)換：適用于48V、24V和12V等工業(yè)輸入電壓的直流-直流轉(zhuǎn)換。

• 消費電子產(chǎn)品：如機頂盒（STB）、DSL電纜調(diào)制解調(diào)器等。

• 汽車電子：用于汽車內(nèi)部的各種電子設(shè)備供電。

• AC/DC適配器：作為AC/DC適配器中的電源轉(zhuǎn)換模塊。

• 電池供電設(shè)備：如SLA電池供電的設(shè)備。

• 數(shù)字控制電源：AC-DC數(shù)字控制電源中的關(guān)鍵元件。

• 醫(yī)療保健設(shè)備：需要穩(wěn)定、可靠電源的醫(yī)療設(shè)備。

參數(shù)

基本參數(shù)：

• 輸入電壓范圍：4.4V至50V

• 輸出電壓范圍：2.0V至24V

• 輸出電壓精度：2%

• 輸出電流：連續(xù)電流500mA（最大可達(dá)1.2A，具體取決于輸出電壓和輸入電壓）

• 開關(guān)頻率：500kHz

• 效率：高達(dá)96%

• 封裝形式：6引腳SOT-23，8引腳2x3 TDFN

控制特性：

• 峰值電流模式控制：確保快速響應(yīng)和穩(wěn)定輸出

• 內(nèi)部補償：簡化外部電路設(shè)計

• 逐周期峰值電流限制：保護電路免受過流損壞

過溫保護與欠壓鎖定（UVLO）：

• 過溫保護：MCP16331T-E/CH內(nèi)置熱關(guān)斷功能，當(dāng)芯片溫度超過預(yù)設(shè)閾值時，自動關(guān)閉輸出，防止過熱導(dǎo)致的性能下降或器件損壞。當(dāng)溫度降至安全范圍后，轉(zhuǎn)換器將自動重啟，恢復(fù)正常工作。

• 欠壓鎖定（UVLO）：此功能確保在輸入電壓低于一定閾值時，轉(zhuǎn)換器不會啟動或重新啟動，以保護內(nèi)部電路免受低電壓應(yīng)力的影響。只有當(dāng)輸入電壓恢復(fù)到正常工作范圍時，轉(zhuǎn)換器才會重新啟動。

電氣特性：

• 靜態(tài)電流（IQ）：在正常工作條件下，除了為負(fù)載供電外，MCP16331T-E/CH消耗的電流非常低，有助于延長電池壽命或減少能源浪費。

• 啟動時間：從施加輸入電壓到輸出電壓穩(wěn)定在規(guī)定范圍內(nèi)的時間非常短，這對于需要快速啟動的應(yīng)用至關(guān)重要。

• 關(guān)斷電流（ISD）：在關(guān)閉模式下，MCP16331T-E/CH的電流消耗極低，適用于長時間待機或低功耗應(yīng)用場景。

安全特性：

• 短路保護：雖然MCP16331T-E/CH主要通過峰值電流限制來防止過流，但在極端短路情況下，也能通過快速關(guān)閉輸出來保護自身和后續(xù)電路。

• 電磁兼容性（EMC）：高開關(guān)頻率和優(yōu)化的電路設(shè)計有助于減少電磁干擾（EMI），提高系統(tǒng)整體的EMC性能。

設(shè)計靈活性：

• 輸出電壓調(diào)節(jié)：通過簡單的外部電阻分壓器設(shè)置，用戶可以輕松調(diào)整輸出電壓至所需值，滿足不同應(yīng)用的精確電壓需求。

• 輸入電壓兼容性：寬輸入電壓范圍（4.4V至50V）使得MCP16331T-E/CH能夠兼容多種電源輸入，如電池、電源適配器等。

封裝與散熱：

• SOT-23和TDFN封裝：小型化封裝設(shè)計使得MCP16331T-E/CH在布局緊湊的應(yīng)用中占據(jù)極小的空間，同時提供良好的散熱性能。

• 散熱管理：雖然MCP16331T-E/CH本身設(shè)計有高效的散熱機制，但在高功率應(yīng)用或環(huán)境溫度較高的條件下，仍需考慮額外的散熱措施，如增加散熱片或使用熱導(dǎo)材料。

設(shè)計與應(yīng)用注意事項

• 選擇合適的電感：電感是降壓轉(zhuǎn)換器中的關(guān)鍵元件之一，其選擇直接影響轉(zhuǎn)換器的效率、穩(wěn)定性和輸出紋波。應(yīng)根據(jù)輸入電壓、輸出電壓、負(fù)載電流等參數(shù)，選擇合適的電感值。

• 優(yōu)化濾波電容：輸出濾波電容用于減小輸出電壓的紋波和噪聲。應(yīng)根據(jù)輸出電流和紋波要求，選擇合適的電容類型和容值。

• 布局與布線：良好的PCB布局和布線對于確保轉(zhuǎn)換器的性能至關(guān)重要。應(yīng)盡量縮短關(guān)鍵路徑的長度，減少電磁干擾和信號損失。

• 電源管理：在設(shè)計系統(tǒng)時，應(yīng)充分考慮電源管理策略，如使能控制、軟啟動、過壓保護等，以提高系統(tǒng)的可靠性和穩(wěn)定性。

綜上所述，MCP16331T-E/CH作為一款高度集成、高效、可靠的固定頻率降壓DC-DC轉(zhuǎn)換器，憑借其優(yōu)異的性能、廣泛的應(yīng)用領(lǐng)域和靈活的設(shè)計選項，成為了眾多電子設(shè)備設(shè)計中的理想選擇。