特征
•宽4.5V至28V输入电压范围
•1.5A输出电流(12VIN至5VOUT)
•输出可调低至0.81V
•0.3Ω内功率MOSFET
•效率高达92%
•低ESR陶瓷输出电容稳定
•固定1.4MHz工作频率
•内部软启动功能
•Hiccup模式的过电流保护
•SOT33-6封装中提供热关机
应用
•TFT液晶显示器
•便携式DVD、耳机、MP3播放器等。
•汽车动力或电池动力设备
•机顶盒
•电信电源
•DSL、有线调制解调器和路由器
一般说明
ACT4088是一种电流模式降压型DC/DC转换器,从12V输入提供高达1.5A到5V的电压。1.4MHz开关频率允许使用微小的外部组件,内部环路补偿提供简单、稳定的电源,外部组件最少。ACT4088经过优化,可与陶瓷输入和输出电容器配合使用,为空间受限的移动和消费应用提供非常紧凑的1.5A电源。
ACT4088在宽输入电压范围内工作,并利用电流模式操作提供出色的线路和负载瞬态响应,同时不需要外部补偿组件。故障保护包括逐周限流、频率折叠、打嗝模式和热关机。内部软启动提供无超调的可控启动,即使在轻负载。
ACT4088有一个微小的SOT23-6封装,需要很少的外部组件。
典型应用电路
典型性能特征
(图2电路,车辆识别号=12V,L=4.7微升,C1=10微升,C2=22微升,TA=+25°C,除非另有规定。)
功能框图
功能描述
ACT4088是一种电流模式降压型DC/DC转换器,无需额外的外部补偿元件即可提供出色的瞬态响应。该器件包含一个内部低电阻高压功率MOSFET,工作频率高达1.4MHz,以确保紧凑、高效的设计,具有优异的交直流性能。
设置输出电压
外部分压器用于设置输出电压,以及提供从VOUT到FB的已知阻抗以进行补偿。将输出端的50kΩ电阻器连接到FB以确保稳定补偿,并选择底部电阻器以提供所需的调节电压。
图1:输出电压设定
反馈电阻(RFB1)与内部补偿网络相互作用,在设置ACT4088的瞬态响应和确保稳定性方面发挥重要作用。对于大多数应用,选择RFB1=49.9kΩ可提供良好的结果。对于输出电压为1.8V或更低的应用,使用更大的RFB1值,如80.6kΩ。选择RFB1后,使用以下公式选择RFB2:
选择感应器
ACT4088经过优化,可与4.7μH感应器一起使用。选择电感器时,应选择直流电阻小于250mΩ且直流额定电流通常比最大负载电流高30%的电感器。
在典型的操作过程中,电感保持一个连续的电流输出负载。电感电流的纹波取决于电感值。
较高的电感会降低峰间纹波电流。高电感值的折衷是电感磁芯尺寸和串联电阻的增加,以及电流处理能力的降低。
如果轻负载(如小于100mA)的效率在应用中是至关重要的,建议使用更大的电感。
整流二极管
当高压侧电源开关断开时,用肖特基二极管作为整流器来传导电流。肖特基二极管的额定电流必须高于最大输出电流,反向额定电压必须高于最大输入电压(见图2)。
选择输入电容器为获得最佳性能,选择陶瓷型电容器,其具有X5R或X7R介质,因为其低ESR和小温度系数。但是,也可以使用低ESR钽或电解类型,前提是均方根纹波电流额定值高于输出电流的50%。对于大多数应用,10μF电容器就足够了。输入电容器应靠近集成电路的输入和G引脚,并且尽可能短的路径。对于钽或电解类型,请在IC旁边连接一个小的0.1μF陶瓷电容器。
选择输出电容器22μF陶瓷电容器具有X5R或X7R介质,在广泛的应用范围内提供最佳结果。
输出电容也需要有低的ESR,以保持低输出电压纹波。输出纹波电压为:
其中IOUTMAX是最大输出电流,KRIPPLE是纹波系数(通常为20%到30%),RESR电阻是输出电容的ESR,fSW是开关频率,L是电感值,COUT是输出电容。
在陶瓷输出电容器的情况下,RESR非常小,不会导致纹波。在钽或电解类型的情况下,纹波由RESR乘以纹波电流控制。在这种情况下,由于ESR,选择输出电容器具有足够低的电压,通常选择小于50mΩESR的电容器。
外部自举二极管
如果输入电压小于5.5V或有5V系统导轨可用,建议使用外部引导二极管(图2中的D2)。这种二极管有助于在较低的输入电压下加强栅极驱动,从而降低导通电阻和提高效率。低成本二极管,如1N4148或BAT54,适用于这种应用。
停机控制
ACT4088使能管脚提供了几个用于调整和排序电源的功能。一个内部2μA电流源上拉和一个带滞后的精密1.24V比较器。使用这些组件,用户可以灵活地将EN-pin用作:
1)、一种数字开/关控制,通过使用外部开漏晶体管拉低EN电流源。EN处的电压内部钳制为6V。
2)、通过一个电阻将EN引脚连接到另一个电源的输出端的顺序电源。当EN的电压超过1.24V时,集成电路将被启用,或者可以使用电阻分压器来调整开启阈值。
3)、通过浮动EN引脚或将EN拉到期望的高电压值的常开转换器(1MΩ)外部电阻器。EN被内部夹持在6V电压下,如果外部电阻器试图将EN拉到6V夹持电压以上,则会消耗功率。
4)、排成一行。如果需要,为了获得高于内部UVLO的UVLO电压,可以使用从VIN到EN到GND的外部电阻分压器来禁用ACT4088,直到获得更高的输入电压。例如,对于输出电压为9V的转换器,在输入电压为4.2V时启动是不有用的,因为输出不能达到规定值。要在输入电压达到12V时启用ACT4088,可以将一个从输入到接地的9kΩ/1kΩ电阻分压器连接到EN引脚。精度1.2V阈值和80mV滞后都乘以电阻比,为任何启动阈值提供6.67%的比例滞后。以12V启用阈值为例,关闭阈值为11.2V。
5)、电源顺序。通过将一个小电容器从EN连接到GND,2μa电流源和1.24V阈值可以在多个电源的启动之间提供稳定和可预测的延迟。例如,使用150nF提供大约10毫秒的启动延迟,使用330nF提供大约20毫秒的启动延迟。只要输入电源接通,EN电流源就处于激活状态,因此,禁用集成电路或重置延迟需要一个外部开漏下拉装置来重置电容器并保持EN引脚处于低位以关机。
软起动
ACT4088提供了一个内部软启动功能,它使输出电压和输出电流在0到0.5毫秒的时间内从0增加到最大值。该特性可防止轻负载时的输出电压超调,并防止启动时出现大的浪涌电流。软启动电路在使用EN引脚禁用集成电路的任何时候,以及当集成电路达到打嗝模式或热关机时,都会在内部重置。在所有这些情况下,软启动在故障排除后提供平稳、可控的重启。
频率折叠
FB处的电压由比较器监测,以检测极端输出过载情况。如果FB管脚处的电压降至0.3V以下,则内部振荡器的频率将降低至467kHz,即标称值的33%。这可以防止电感器电流在死短条件下过度上升,从而可能导致电感器饱和。
图2:ACT4088典型的5V/1.5A输出应用
图3:针对最小外部组件优化的ACT4088
ACT4088具有在广泛的外部组件组合中提供优异的交流和直流结果。图3中的电路可用于利用较小(即成本较低)的输出电容器从12V输入产生5V输出,同时保持良好的性能。
图4:图3电路(ILOAD=150mA至850mA)
图5:图3电路(ILOAD=1A)
打嗝模式
如果ACT4088从正常运行过渡到严重过载状态(FB处的电压降到0.3V以下),控制器自动进入“打嗝模式”,为系统提供最大保护。在打嗝模式下,IC停止切换,清除软启动电路,然后尝试重新启动。如果过载情况已经消除,IC将正常启动并继续调节。然而,在持续过载的情况下,IC将尝试调节一段时间,该时间等于软启动时间(1.5ms)的3倍。如果过载情况持续到这段时间结束,集成电路将开始另一个打嗝周期。这种打嗝模式控制方案最小化了严重过载条件下的功耗,并确保ACT4088快速响应瞬时严重过载条件,同时提供对重负载输出可能出现的假打嗝的免疫力。
热关机
当集成电路结温度超过160°C时,ACT4088自动关闭,当集成电路结温度下降10°C(典型值)时可重新启用。
PC板布局
G、IN和SW处的大电流路径应非常靠近具有短、直接和宽轨迹的设备。输入电容器需要尽可能靠近输入和G引脚。外部反馈电阻应放置在FB引脚旁边。保持开关节点轨迹短且远离反馈网络,并使用屏蔽电感。
包装大纲
SOT33-6包装外形尺寸
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