微功耗升壓式開關(guān)電源MIC2141

一、 概述

　　MIC2141是一種適用于三或四節(jié)鎳氫電池或一節(jié)鋰電池供電的微功耗升壓式DC/DC變換器，其特點是輸出電壓Vo受外電壓Vc控制。此變換器工作頻率是330kHz，占空比18%，采用門控振蕩器結(jié)構(gòu)。

　　該變換器能用于輸出電壓必須動態(tài)調(diào)整的應(yīng)用，輸出電壓Vout與控制電壓Vc的關(guān)系為Vout=6Vc，即Vc在0.8～3.6V時輸出電壓Vout為4.8～22V。外部僅需要三個元件就可以工作， 靜態(tài)電流為70μA，既節(jié)省空間又滿足便攜式產(chǎn)品對功耗的要求，典型輸出電流為1～10mA，工作溫度范圍為-40℃～85℃，轉(zhuǎn)換效率超過85%。關(guān)斷狀態(tài)時，典型耗電小于2μA。

二、 MIC2141結(jié)構(gòu)和功能

　　MIC2141采用5腳SOT-23-5封裝，內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖1所示。它由N溝道功率MOSFET作開關(guān)，由基準(zhǔn)電壓源、振蕩器、誤差比較器、或非門等組成。MIC2141的引腳功能如表1所示。

電壓調(diào)節(jié)是由一個滯后的比較器通過門控內(nèi)部振蕩器調(diào)節(jié)輸出電壓來實現(xiàn)的。使用者可以給Vc引腳設(shè)置電壓，輸出電壓在內(nèi)部被分壓，與Vc相比較，調(diào)節(jié)輸入電壓，從而使輸出電壓達(dá)到Vc的6倍。比較器內(nèi)置一個滯后，可以決定電壓輸出時低頻紋波出現(xiàn)的數(shù)量。一旦輸入比較器的反饋電壓超過控制電壓10mV時，高頻振蕩器的驅(qū)動器將關(guān)斷開關(guān)管。當(dāng)輸入比較器的反饋電壓回到控制電壓時，比較器將會重置，高頻的振蕩器會再次選通開關(guān)管。比較器10mV的典型滯后相應(yīng)的會引起輸出時60mV的低頻紋波。使用時，可以通過調(diào)節(jié)Vc控制引腳來調(diào)節(jié)輸出電壓值。最大輸出電壓由輸出開關(guān)管的電壓容量所限制。若輸出電壓超過額定電壓30mV時，內(nèi)部比較器將無法驅(qū)動輸出端的驅(qū)動器。當(dāng)輸出電壓下降至低于額定電壓30mV時，驅(qū)動器再次作用。

　　在參考電平時，實際上輸出電壓是通過Vc控制輸入端設(shè)置的。輸出電壓等于Vc電壓值的6倍，輸出時產(chǎn)生的紋波是比較器滯后電壓的六倍。因此，如果有10mV的滯后電壓，那么輸出電壓與額定電壓將會有±30mV的變化。正常情況下，比較器需要Vc端的最大電壓至少比VIN小200mV。

三、MIC2141的典型應(yīng)用

　　MIC2141應(yīng)用廣泛，可用于LCD的偏置電源，CCD數(shù)碼相機(jī)電源，升壓式開關(guān)電源，12V閃存器電源等。

升壓的開關(guān)電源典型電路如圖2和圖3所示。

圖2的這種電路只能獲得相當(dāng)于Vc電壓6倍的輸出電壓。

　　圖3電路可以擴(kuò)寬整個系統(tǒng)獲得輸出電壓的范圍。由圖中公式可見，通過改變R1、R2 的比值可以獲得Vc電壓的6倍到8倍或10倍的輸出電壓。圖3所示輸出電壓為Vc的8倍，當(dāng)Vc為2.5V時，Vout為20V。