SLM2169

Sola IC SLM2169 1.2MHz，PWM/PFM 切换控制，DC-DC 升压控制器 SLM2169  PWM/PFM 可切换,输出空载时系统静态电流 70UA--80UA（国内专利技术）  转换效率：92%（D1FH3）90%(SS34)  1.2MHZ 开关频率，搭配电感体积可以更小  典型应用图中建议使用参数： RFB1=110K,RFB2=15K, Cout 若使用电解电容,推荐 220uF 的电解电 容与 22uF 贴片陶瓷电容并联，且 CFB 不连 接。 Cout 若使用 2 个 22uF 贴片陶瓷电容并联, CFB=22pF，电感使用 1.5uH。 www.sola-ic.com 1 / 15 Sola IC SLM2169 1.2MHz，PWM/PFM 切换控制，DC-DC 升压控制器  概述 SLM2169是一款由基准电压电路、振荡电路、误差放大电路、相位补偿电路、时钟闩锁式短路保护电 路、PWM/PFM切换控制电路构成的CMOS升压型DC/DC控制器。 由于使用外接的低导通电阻的N沟道功率MOSFET，因此适用于需要高效率、高输出电流的应用电路。 SLM2169可通过PWM控制电路，将占空系数线性改变到90%为止，因此可对应高效率、输入输出电 压差较大的电压条件；同时还具有PWM/PFM切换功能，在轻负载时将工作切换为PFM控制电路，从 而防止因IC的工作电流而导致的效率下降。 SLM2169的输出电容器可使用陶瓷电容器。并且采用了小型的SOT-23-5封装，因此可适用于高密度 安装。  特点 • • • • • • • • • • 输入电压范围 振荡频率 基准电压 软启动功能 低消耗电流 占空系数 开/关控制功能 外接元器件 UVLO(欠压锁定)功能 无铅、Sn 100%、无卤素 ：1.8 V~5.5V ：1.2MHz ：0.6V±2.0% ：10ms典型值 ：静止时35μA典型值 ：内置PWM/PFM切换控制电路20%~90% ：休眠时消耗电流1.0μA(最大值) ：电感器、二极管、电容器、晶体管 ：1.7V典型值  用途 • MP3播放器、数码音响播放器、移动电源 • 数码相机、GPS、无绳收发机 • 其他携带设备 www.sola-ic.com 2 / 15 Sola IC SLM2169 1.2MHz，PWM/PFM 切换控制，DC-DC 升压控制器  封装 • SOT-23-5L 图1 引脚号 符号 描述 1 FB 输出电压反馈端子 2 VDD 电源输入端子 3 ON/OFF 开关控制端子 “H”正常工作 “L”待机 4 GND GND端子 5 EXT 外接晶体管连接端子  绝对最大额定值 (除特殊注明以外: Ta = 25°C、VSS = 0 V) 项目 符号 绝对最大额定值 单位 VDD端子电压 VDD VSS－0.3 ~ VSS＋6.0 V FB端子电压 VFB VSS－0.3 ~ VDD＋0.3 V EXT端子电压 VEXT VSS－0.3 ~ VDD＋0.3 V ON/OFF端子电压 VON/OFF VSS－0.3 ~ VDD＋0.3 V 容许功耗 PD 650 mW 工作环境温度 TOPR －40 ~＋85 ℃ 保存温度 TSTG －40 ~＋125 ℃ 注意 绝对最大额定值是指无论在任何条件下都不能超过的额定值。万一超过此额定值，有可能造成 产品劣化等物理性损伤。 www.sola-ic.com 3 / 15 SLM2169 Sola IC 1.2MHz，PWM/PFM 切换控制，DC-DC 升压控制器  方框图 图2  电气特性 (除特殊注明以外: VDD = 3.3 V、Ta = 25°C) 单位 测试电 路 5.5 V 2 0.6 0.612 V 2 -0.1 --- 0.1 uA 2 --- 350 --- uA 1 项目 符号 条件 最小 输入电压 VDD --- 1.8 FB电压 VFB --- 0.588 FB端子输入电 流 IFB VDD=1.8 V~5.5 V ISS1 切换工作时，无负载 VFB=VFB(S)×0.95 工作时消耗电流 *1 www.sola-ic.com 典型 最大 4 / 15 Sola IC SLM2169 1.2MHz，PWM/PFM 切换控制，DC-DC 升压控制器 静止时消耗电流 ISS2 切换停止时， VFB=VFB(S)×1.5 --- 35 --- uA 1 休眠时消耗电流 ISS0 VON/OFF=0V --- 0 1 uA 1 EXT端子输出电 流 IEXTH VEXT=VDD-0.4V --- 30 60 mA IEXTL VEXT=0.4V 100 200 --- mA 振荡频率 FOSC ---- 1.0 1.2 1.4 MHz 1 最大占空系数 MAX DUTY VFB=VFB(S)×0.95 80 85 90 % 1 PWM/PFM切换 占空系数*2 PFM DUTY VDD=VOUT(S)－0.1V， 无负载 --- 20 --- % 2 UVLO解除电压 VUVLO+ --- 1.6 1.7 1.78 V 1 UVLO滞后幅度 VUVLOHY S --- 0.05 0.10 0.15 V 1 ON/OFF端高电 位输入电压 VSH VDD=1.8V~5.5V 0.75 --- --- V 1 ON/OFF端低电 位输入电压 VSL VDD=1.8 V~5.5V --- --- 0.3 V 1 ON/OFF端高电 位输入电流 ISH VDD=1.8 V~5.5V， VON/OFF=0.75V -0.1 --- 0.1 uA 1 ON/OFF端低电 位输入电流 ISL VDD=1.8 V~5.5V， VON/OFF=0V -0.1 --- 0.1 uA 1 软启动时间 tss --- --- 10 --- mS 2 1 *1. VFB(S)表示FB电压的设定值。 *2. VOUT(S)表示输出电压设定值。VOUT(S)可根据VFB值与输出电压设定电阻(RFB1, RFB2)之间的 比例来进行设定。 www.sola-ic.com 5 / 15 Sola IC SLM2169 1.2MHz，PWM/PFM 切换控制，DC-DC 升压控制器  测试电路 SLM2169 图3 SLM2169 图4 www.sola-ic.com 6 / 15 Sola IC SLM2169 1.2MHz，PWM/PFM 切换控制，DC-DC 升压控制器  功能描述 1. 切换控制方式 SLM2169是可根据负载电流而自动切换脉冲幅度变调方式(PWM)或脉冲频率变调方式(PFM)的 DC/DC控制器。 在输出负载电流大的领域内，利用脉冲幅度可在20%~90%的范围内发生变化的PWM控制，可构成低 纹波电源的DC/DC控制器。在输出负载电流小的领域内，作为PFM控制的脉冲幅度为20%的固定脉冲， 可根据负载电流量而被跳过。因此，振荡电路变为间隔振荡，因可抑制其自身消耗电流，所以在输出 负载电流小的领域内可以防止效率的降低。 2. 软启动功能 SLM2169内置了软启动电路。在电源投入时或ON/OFF端子为“H”的启动后，输出电压(VOUT)缓慢启 动上升，可以抑制冲击电流以及输出电压的上冲。SLM2169将从启动后到VOUT达到输出电压设定值 (VOUT(S))的90%为止的时间称为软启动时间(tss)。软启动的方式采用了基准电压调整方式，在开始 软启动的同时，基准电压从0V开始缓慢启动上升。 3. UVLO 功能 SLM2169为了防止因电源电压降低而导致IC的误工作，内置了UVLO(欠压锁定)电路。在UVLO检测状 态时停止进行切换工作，外接晶体管保持OFF状态。另外，一旦进入UVLO检测状态，软启动功能就 会被复位。但是，其它的内部电路仍在正常工作，不同于电源切断状态，务请注意。 www.sola-ic.com 7 / 15 Sola IC SLM2169 1.2MHz，PWM/PFM 切换控制，DC-DC 升压控制器  典型应用 图 5(输出端使用电解电容与贴片陶瓷电容并联) www.sola-ic.com 8 / 15 Sola IC SLM2169 1.2MHz，PWM/PFM 切换控制，DC-DC 升压控制器 图 5(输出端使用贴片陶瓷电容) www.sola-ic.com 9 / 15 Sola IC SLM2169 1.2MHz，PWM/PFM 切换控制，DC-DC 升压控制器  外接元器件选定 1. 电感器 SLM2169工作频率为1.2MHz,推荐使用电感值为1.5uH---3.3uH电感器。 电感值对最大输出电流(IOUT)和效率(η)产生很大的影响。 电感值变得越小时，电感器峰值电流(IPK)就变得越大，提高电路的稳定性，并使可稳定获取的IOUT 増大。然而，电感值变得更小时，由于外接晶体管的电流驱动能力变得不足，而导致效率的降低，IOUT 也会逐渐减少。 电感值变大时，切换晶体管的IPK所引起的功耗变小，达到一定的值时效率变为最大。然后，电感值变 得更大时，电感器的串联电阻所引起的功耗也变大，而导致效率的降低。 此外，在选用电感器时，请注意电感器的容许电流。若电感器流入超过此容许电流的电流，会引起电 感器处于磁性饱和状态，而明显地降低工作效率并导致IC的破损。因此，请选用IPK不超过此容许电流 的电感器。 在非连续模式、连续模式下的理想状态的IPK如以下公式所示。 *1. fosc为振荡频率。 *2. VD为二极管的正向电压。 2. 二极管 请使用满足以下条件的外接二极管： ・采用低正向电压(0.3V左右)的肖特基二极管 ・切换速度快 ・反向耐压在设定VOUT峰值电压以上 ・额定电流在 IPK 以上 www.sola-ic.com 10 / 15 Sola IC SLM2169 1.2MHz，PWM/PFM 切换控制，DC-DC 升压控制器 3. 输入，输出电容器 输入端电容器(CIN)可通过降低电源阻抗、输入电流平均化而提高效率。SLM2169推荐使用的电容值 为10μF。 输出端电容器(COUT)是为了平滑输出电压而使用的，由于升压型产品从输入至输出的电流供应为断续 性，因此与降压型产品相比需要更大的电容值。SLM2169 推荐使用陶瓷电容器，在输出电压较高或负 载电流较大的情况下，则推荐使用输出容量值较大的电容器。 输出 5V, 2.1A 应用时, 若输出端使用电解电容，推荐容值为 220uF 的电解电容与 22uF 的贴片陶瓷电 容并联; 若输出端使用 2 个 22uF 的贴片陶瓷电容并联，则需要在 RFB1 两端并联 22pF 的反馈电容 CFB, 并且使用 1.5uH 的电感，从而保证输入电压在 3.3V--4.2V 范围内系统都能稳定工作。 4. 外接增强型 MOSFET 请使用N沟道增强型MOSFET。为了获得良好的效率，使用ON电阻(RON)较低、输入容量(CISS)较小 的MOSFET最为理想。 由于MOSFET的门极电压会被供应到输入电压(VDD)，因此须选用门极耐压≥输入电压的使用最大值， 漏极耐压≥输出电压(VOUT)＋二极管的正向电压(VD)的MOSFET。 另外，若使用接近UVLO检测电压阈值的MOSFET，在电源投入时会流入大电流，最糟糕时会导致输 出电压不能启动上升，而激发时钟闩锁式短路保护电路的情况发生。因此，请选用开启阈值(VTH)比 UVLO检测电压值低很多的MOSFET。 5. 输出电压设定电阻值(RFB1,RFB2), 相位补偿电容器(CFB) SLM2169可通过外接分压电阻器，将VOUT设定为任意的数值。请在VOUT端子与VSS端子之间连接 分压电阻器。由于VFB=0.6V(典型值)，因此VOUT可按以下公式求出。为了避免受到噪声的影响,请调 整RFB1和RFB2的数值，推荐使用RFB1=110k, RFB2=15k。 与RFB1并联连接的CFB为相位补偿用的电容器。该电容CFB与RFB1并联后可设定零点(相位提前)， www.sola-ic.com 11 / 15 Sola IC SLM2169 1.2MHz，PWM/PFM 切换控制，DC-DC 升压控制器 使反馈环路有一定的相位裕度来确保电路工作的稳定性。为了有效地利用该零点所产生的相位提前效 果，请参考以下公式来设定CFB。若输出电容使用贴片陶瓷电容，则推荐使用CFB=22pF的贴片电容； 若输出电容使用电解电容，请勿连接CFB电容，以避免环路不稳定。  应用注意事项 • 功率路径的布线，包括地线，电源线，以及电感与外接MOSFET，DIODE连线尽量走直线，并且粗 短。 • 外接的电容器、电感器等请尽量安装在IC附近，并进行单点接地。 • 分压电阻RFB1,RFB2尽可能靠近FB端子,并且远离电路的开关结点。 • 相位补偿电容CFB紧靠RFB1连接。 • VDD与VSS端子间所连接的电容为0.1μF的电容器为旁路电容器,请优先将旁路电容器安装在IC附近。 • 包含了DC/DC控制器的IC，会产生特有的纹波电压和尖峰噪声。另外，在电源投入时会流入冲击电 流。这些现象会因所使用的线圈、电容器以及电源阻抗的不同而受到很大的影响。因此，设计时请 在实际的应用电路上进行充分的评价。 • 本IC虽内置防静电保护电路，但请不要对IC施加超过保护电路性能的过大静电。 www.sola-ic.com 12 / 15 Sola IC SLM2169 1.2MHz，PWM/PFM 切换控制，DC-DC 升压控制器  特性曲线 1. 输出电压纹波 Iout=500mA Iout=1000mA 2. 过度响应曲线(Vin:0--3V) Iout=500mA www.sola-ic.com Iout=1000mA 13 / 15 Sola IC SLM2169 1.2MHz，PWM/PFM 切换控制，DC-DC 升压控制器 3. 输出电流(Iout)---输出电压(Vout)特性 www.sola-ic.com 14 / 15 Sola IC SLM2169 1.2MHz，PWM/PFM 切换控制，DC-DC 升压控制器  封装尺寸 www.sola-ic.com 15 / 15