具有集成線圈的超小型降壓DC/DC轉(zhuǎn)換器

隨著手機、智能手機、便攜式游戲機、數(shù)碼相機、PND等便攜式電子產(chǎn)品向多功能、小型化的方向發(fā)展，對電源管理也提出了越來越高的要求，特別是在用電池驅(qū)動時，如何有效地使用電池、延長電池的使用時間成為大家關注的焦點，因此，電源管理必須同時具有小型化和高效率的特性。DC/DC在能量轉(zhuǎn)換方面有著高效率的性能，但外部的線圈卻常常需要占據(jù)很大一部分空間，不利于實現(xiàn)產(chǎn)品的小型化；常用的LDO體積雖小，但在效率方面卻不能令人滿意。特瑞仕半導體公司日前新推出的XCL205/206/207系列產(chǎn)品能很好的解決這個問題。

XCL205/206/207擁有DC/DC的特性，LDO的用法(圖1)。

XCL205/206/207是一款降壓DC/DC轉(zhuǎn)換器與線圈一體型IC，它把線圈安裝在降壓DC/DC轉(zhuǎn)換器XC9235/36/37的上方，在縮小安裝面積的同時又能確保降壓DC/DC轉(zhuǎn)換器的各種特性(圖2)，這樣，XCL205/206/207的外部僅需要兩個陶瓷電容，就可以擁有DC/DC轉(zhuǎn)換器的高效率，又有類似于LDO的簡單電路結(jié)構，使產(chǎn)品的小型化與高性能結(jié)合成為可能(圖1)。

當鋰電池3.6V輸入時，由圖1可知，為得到1.8V，300mA的輸出，LDO需要消耗電池300mA電流，而使用MICRO DC/DC XCL205/206/207時，僅需消耗電池183mA電流，節(jié)省了電池的能量，可顯著延長電池的使用時間。

為簡化生產(chǎn)，XCL205/206/207系列在把DC/DC轉(zhuǎn)換器與線圈制作成一體時，采用了在線圈的中央部位形成凹槽，把XC9235/XC9236/XC9237系列產(chǎn)品嵌入凹槽，然后粘結(jié)固定的簡單結(jié)構，從而解決了由于復雜工程帶來的成本上升問題。此外，采用該結(jié)構，可以把線圈上方的電極和IC引腳各自直接安裝到PCB上，在PCB的布局上實施DC/DC轉(zhuǎn)換器的布線，同時為了把線圈和DC/DC轉(zhuǎn)換器的總高度控制在1mm以內(nèi)，DC/DC轉(zhuǎn)換器采用了新開發(fā)的USP-6EL封裝技術，高度只有0.4mm，整個XCL205/206/207的外形尺寸只有2.5mm×2.0mm，h=1.0mm，為世界最小等級的產(chǎn)品(圖3)。

XCL205/206/207采用內(nèi)置開關管同步整流方式，最大負載電流可達600mA，工作電壓為2.0V～6.0V，輸出電壓固定以0.05V為間隔，可在0.8V～4.0V的范圍內(nèi)選擇，開關頻率3MHz，工作模式有PWM控制(XCL205)、PWM/PFM自動切換控制(XCL206)、手動切換控制方式(XCL207)3種類型可供選擇，實現(xiàn)了從輕負載到重負載整個負載范圍內(nèi)快速響應、低紋波和高效率的特性(圖4)，而且在待機時內(nèi)部電路停止工作，消耗電流可控制在1.0uA以下。

另外，XCL205/206/207具有限流保護功能和欠壓閉鎖(UVLO)功能，在輸入電壓小于1.4V時，將強制內(nèi)部控制電路停止工作，同時還有輸出電容(CL)自動放電功能，在IC停止工作時，接通內(nèi)部開關，將負載電容CL的電荷釋放，使輸出電壓快速的從高電平降到VSS電壓。