靜態(tài)電流極小的電壓調(diào)整器件MIC5236及其應(yīng)用

摘要：摘要：MIC5236系列器件是Micrel公司2000年剛剛推出的直流電壓調(diào)整器件，它的靜態(tài)電流極低且輸入電壓范圍很寬，片內(nèi)帶有限流和過壓關(guān)斷及熱關(guān)斷功能，可進(jìn)行短路保護(hù)和電匯池極性反接保護(hù)，本文介紹了MIC5236系列器件的性能、特點和內(nèi)部結(jié)構(gòu)，并給出了它的典型應(yīng)用電路。

關(guān)鍵詞：電源器件 電壓調(diào)整器 反向保護(hù) MIC5236

1 概述

MIC5236系列器件是Micrel公司2000年3月份剛剛推出的一種靜態(tài)電流極低的電壓調(diào)整器，當(dāng)輸入電壓高達(dá)30V時，其靜態(tài)電流僅為20μA，因而是高電壓電池供電系統(tǒng)理想的電源電壓調(diào)整器件。MIC5236的輸出電流為150mA，而其下降關(guān)斷電壓僅為300mV。并且能夠承受-20～+60V瞬時輸入電壓的沖擊。與其它μCap LDO器件一樣，MCI5236的連接方法亦十分簡單，用戶只需在器件的輸入端接上一只陶瓷或鉭電容，并在輸出端接上1μF的小電容器，即可獲得非常穩(wěn)定的輸出電壓。MIC5236具有一個與邏輯電平兼容的使能輸入端，可以用來進(jìn)行電壓故障指示。另外，該器件還具有限流、過壓和過熱關(guān)斷功能?？梢栽谪?fù)載出現(xiàn)開路、短路以及電池極性反接時對器件進(jìn)行有效的保護(hù)。

MIC5236系列器件具有2.5V、3.0V、3.3V和5.0四種輸出電壓，每一種輸出電壓都有兩種不同的封裝形式，因此，MIC5236系列器件共有8種型號，表1列出了這8種型號的不同輸出電壓和封裝形式。

表1 MIC5236系列的器件型號

MIC5236的主要特點如下：

●靜態(tài)電流極低；

●輸入電壓范圍寬；

●下降關(guān)斷電壓低，50mA輸出電流時為230mV；150mA輸出電流時為300mV；

●具有2.5V、3.0V、23.3V、5.0V五種電壓輸出；

●穩(wěn)定輸出電壓精度為1%；

●利用陶瓷或鉭電容可使輸出更加穩(wěn)定；

●可承受-20～+60V瞬時輸入電壓沖擊；

●具有與邏輯電平完全兼容的輸入使能；

●帶低電壓輸出指示；

●具有過流保護(hù)和熱關(guān)斷功能；

●具有電流反向保護(hù)和電池性反接保護(hù)功能；

●采用高耐壓的8腳SOIC和8腳MSOP兩種封裝形式。

2 功能、參數(shù)與原理

2.1 引腳功能

MIC5236的引腳排列昭圖1所示，以下是各引腳的功能說明。

ERR（1腳）：失效輸出端。當(dāng)OUT端的輸出電壓在其標(biāo)稱輸出的基礎(chǔ)上降低5%或更多時，ERR端打開。

IN（2腳）：電源電壓輸入端。如有必要，可在該接接一小型表面貼裝的陶瓷電容作旁路，這在輸入電壓質(zhì)量不高或者非電池供電的場合尤為重要。如果輸入電壓的紋波較大，可以選用容量較大的電容器。

OUT（3腳）：標(biāo)準(zhǔn)電壓輸出引腳。

EN（4腳）：使能輸入端。該腳為低電平時，器件的靜態(tài)電流可降至0.1μA以下；而當(dāng)輸入電壓為2V時，MIC5236的最大偏置電流為2μA.在EN端和VIN之間接一個上接電阻，可以使EN端維持2V的使能輸入電壓。

GND（5～8腳）：接地引腳。

2.2 電氣參數(shù)

應(yīng)當(dāng)注意：在長時間處于極限參數(shù)時可能使器件損壞。以下是MIC5236的極限參數(shù)：

●最大輸入電壓：-20V～+60V；

●結(jié)溫：+150℃；

●儲存溫度：+65℃～+150℃；

●焊接溫度：（5s）260℃

MIC5236的正常工作參數(shù)如下：

●輸入電壓：+2.3V～+30V;

●工作溫度范圍：-40℃～+85℃；

●結(jié)溫：-40℃～+125℃；

●熱阻：MSOP封裝時：80℃/W；

SOIC封裝時：63℃/W。

2.3 工作原理

MIC5236內(nèi)含一個差分放大器和比較器，由內(nèi)部參考電壓源為差分放大器和比較器提供參考輸入信號。MIC5236的內(nèi)部原理如圖2所示。在器件OUT端輸出正常工作電壓時，片內(nèi)比較器取自O(shè)UT端的同相輸入與片內(nèi)參考源提供的反相輸入達(dá)到差分平衡，因此，ERR端輸出為零。然而，如果出現(xiàn)過載而使輸出電流增大（超過電流門限）、輸入電壓過低或片內(nèi)溫度過高等情況，那么，器件將使能EN端，并在OUT端得到反應(yīng)而使輸出電壓發(fā)生變化，從而打破比較器的輸入平衡并使其具有一定的輸出。

3 典型應(yīng)用

MIC5236系列電壓調(diào)整器件以其極低的靜態(tài)電流和很寬的輸入電壓范圍而被廣泛用于筆記本電腦和便攜式個人計算機(jī)的電源系統(tǒng)、汽車電子、電池電源系統(tǒng)以及需要用高壓電池來提供邏輯電平信號的應(yīng)用系統(tǒng)。圖3是MIC5236的典型應(yīng)用電路。

圖3中，在輸入端與EN端接一個200kΩ的上接電阻REN是為了使EN端維持2.0V的使能電壓，以保證器件能在系統(tǒng)出現(xiàn)負(fù)載過載、輸入過壓或溫度過高等異常情況時對器件進(jìn)行有效地控制。而輸入端與ERR端200kΩ的反饋電阻Rf的主要任務(wù)是避免輸出振蕩，排除從低電壓到高電壓的緩慢變化。二極管的作用是使MIC5236對系統(tǒng)的控制更加可靠。

如果輸入電壓不是利用電池來提供，或者輸入電壓的質(zhì)量不高，則應(yīng)該在輸入端接上一個旁路電容，可選用鉭電容或小型SMT陶瓷電容，若輸入電壓的紋波較大，旁路電容的容量可以選大一點。

由于MIC5236已經(jīng)在內(nèi)部采用了獨特的設(shè)計，因此，輸出電容COUT只要一般的1μF的薄膜或陶瓷電容就能保證輸出的穩(wěn)定。