探索“PicoBK?” MYRLP-F-RD/RE系列：超低靜態(tài)電流內(nèi)置電感降壓DC/DC轉(zhuǎn)換器

在電子設(shè)備的電源管理領(lǐng)域，不斷追求更低功耗、更小尺寸和更高效率是永恒的目標(biāo)。今天，我們就來(lái)深入探討一款名為“PicoBK?”的MYRLP-F-RD/RE系列超低靜態(tài)電流、內(nèi)置電感降壓DC/DC轉(zhuǎn)換器，看看它能為我們帶來(lái)哪些驚喜。

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產(chǎn)品概述

MYRLP-F-RD/RE系列是一款同步降壓迷你DC/DC轉(zhuǎn)換器，它將電感和控制IC集成在一個(gè)微小的封裝中。這種集成設(shè)計(jì)不僅實(shí)現(xiàn)了小型化，還能通過(guò)添加兩個(gè)外部電容器輕松配置出節(jié)省空間的電源。該系列采用超低電流消耗電路和PFM控制，在輕負(fù)載下實(shí)現(xiàn)了高效率，工作電壓范圍為1.8V至6.0V，支持內(nèi)部固定輸出電壓從0.5V到3.60V的應(yīng)用。

產(chǎn)品特性

性能參數(shù)

• 輸入輸出電壓：輸入電壓范圍為1.8V - 6.0V，輸出電壓可在0.5V - 3.60V之間設(shè)置，輸出電壓精度在Vout≤1.0V時(shí)為±20mV，Vout>1.0V時(shí)為±2.0%。
• 輸出電流與靜態(tài)電流：最大輸出電流為150mA，在Vout = 1.8V時(shí)，靜態(tài)電流僅為200nA，這對(duì)于低功耗應(yīng)用來(lái)說(shuō)非常關(guān)鍵。
• 控制方法：采用PFM控制，能有效提高輕負(fù)載時(shí)的效率。
• 保護(hù)功能：具備UVLO（欠壓鎖定）功能，當(dāng)輸入電壓低于UVLO檢測(cè)電壓時(shí)，內(nèi)部P通道MOS驅(qū)動(dòng)晶體管和N通道MOS驅(qū)動(dòng)晶體管會(huì)關(guān)閉。此外，MYRLP - F - RD還集成了CL放電功能，可在設(shè)備進(jìn)入待機(jī)模式時(shí)快速釋放輸出電容上的電荷。

應(yīng)用場(chǎng)景

該系列適用于多種應(yīng)用場(chǎng)景，如智能電表、低功耗RF、傳感器模塊、可穿戴設(shè)備、能量收集設(shè)備、備用電源電路、智能卡以及單節(jié)鋰電池供電的設(shè)備等。

工作原理

正常工作模式

該IC通過(guò)調(diào)整以下三個(gè)操作間隔來(lái)控制輸出電壓：

1. Pch驅(qū)動(dòng)FET導(dǎo)通：反饋電壓（FB電壓）低于參考電壓VREF時(shí)，PFM比較器向PFM控制電路發(fā)送信號(hào)，使Pch驅(qū)動(dòng)FET導(dǎo)通。Pch驅(qū)動(dòng)FET的導(dǎo)通時(shí)間ton可通過(guò)公式ton = L × IPFM / (VIN - Vout)計(jì)算。
2. 電流切換：當(dāng)Pch驅(qū)動(dòng)FET導(dǎo)通時(shí)，線圈電流增加，直到達(dá)到PFM開關(guān)電流（IPFM），此時(shí)Pch驅(qū)動(dòng)FET關(guān)閉，Nch驅(qū)動(dòng)FET導(dǎo)通。
3. Nch驅(qū)動(dòng)FET關(guān)閉：Nch驅(qū)動(dòng)FET導(dǎo)通后，線圈電流減小，當(dāng)電流降至約0mA時(shí)，Nch驅(qū)動(dòng)FET關(guān)閉，直到FB電壓再次低于參考電壓VREF。

最大導(dǎo)通時(shí)間功能與100%占空比操作

當(dāng)輸入/輸出電位差減小時(shí)，為了抑制輸出紋波電壓，Pch驅(qū)動(dòng)FET的最大導(dǎo)通時(shí)間被限制在3.0μs（典型值）。如果輸入/輸出電位差進(jìn)一步減小，將進(jìn)入100%占空比操作，Pch驅(qū)動(dòng)FET始終導(dǎo)通，但此時(shí)IC的電流消耗會(huì)增加。

CE功能與啟動(dòng)模式

• CE功能：當(dāng)CE引腳輸入“H”電壓（VCEH）時(shí)，設(shè)備進(jìn)入啟動(dòng)模式，輸出電壓上升后開始正常工作；當(dāng)輸入“L”電壓（VCEL）時(shí)，設(shè)備進(jìn)入待機(jī)狀態(tài)，電流消耗可抑制到0.0μA（典型值），同時(shí)Pch MOS驅(qū)動(dòng)FET和Nch MOS驅(qū)動(dòng)FET關(guān)閉。
• 啟動(dòng)模式：在CE引腳輸入“H”電壓且UVLO功能釋放后，直到FB電壓上升到0.9 x VREF，啟動(dòng)模式開始工作。此模式下，短路保護(hù)功能停止，以防止IC意外停止，同時(shí)為了抑制浪涌電流，線圈的峰值電流被限制在0.7 x IPFM。

UVLO功能

當(dāng)輸入電壓VIN降至UVLO檢測(cè)電壓（VUVLOD）以下時(shí)，UVLO功能啟動(dòng)，強(qiáng)制關(guān)閉Pch MOS驅(qū)動(dòng)FET，防止內(nèi)部電路因操作不穩(wěn)定而產(chǎn)生錯(cuò)誤脈沖輸出。當(dāng)VIN電壓恢復(fù)到UVLO釋放電壓（VUVLOR）以上時(shí)，UVLO功能取消，設(shè)備進(jìn)入啟動(dòng)模式，然后恢復(fù)正常工作。

短路保護(hù)功能

• VOUT ≥ 1.2V：短路保護(hù)功能監(jiān)測(cè)VOUT引腳電壓，當(dāng)該電壓因短路或過(guò)流降至短路保護(hù)閾值電壓（VSHORT）以下時(shí)，Pch驅(qū)動(dòng)FET和Nch驅(qū)動(dòng)FET關(guān)閉。當(dāng)VOUT引腳電壓超過(guò)VSHORT時(shí)，設(shè)備恢復(fù)正常工作。
• VOUT < 1.2V：輸出電壓小于1.2V的型號(hào)不具備短路保護(hù)功能，短路或過(guò)流時(shí)輸出電壓會(huì)下降，但開關(guān)操作會(huì)繼續(xù)，短路狀態(tài)解除后，輸出電壓會(huì)迅速恢復(fù)到設(shè)定值。

CL放電功能（MYRLP - F - RD）

該功能可在設(shè)備進(jìn)入待機(jī)狀態(tài)時(shí)，通過(guò)導(dǎo)通VOUT引腳和GND引腳之間的Nch FET M1，快速釋放輸出電容上的電荷，防止因電容上殘留電荷導(dǎo)致應(yīng)用程序出現(xiàn)故障。放電時(shí)間可通過(guò)公式t = τ ln (VOUT(T) / V)計(jì)算，其中τ = CL × RDCHG。

使用注意事項(xiàng)

組件選擇

• 要注意外部連接組件和IC的絕對(duì)最大額定值，避免超過(guò)限制。
• 選擇外部組件時(shí)，不僅要考慮IC的特性，還要參考各組件的規(guī)格。特別是負(fù)載電容CL，建議使用B特性（JIS標(biāo)準(zhǔn)）或X7R/X5R（EIA標(biāo)準(zhǔn)）的陶瓷電容。
• CE引腳和VSET引腳沒(méi)有內(nèi)部上拉或下拉，需施加規(guī)定的電壓，避免輸入中間電壓導(dǎo)致電流消耗增加。

電路布局

• 為了穩(wěn)定VIN電壓，旁路電容（CIN）應(yīng)盡可能靠近VIN和GND引腳連接。
• 每個(gè)外部組件應(yīng)盡可能靠近IC安裝，使用粗而短的連接線路，以降低電路阻抗。
• 確保PCB的GND走線盡可能粗，以減少開關(guān)時(shí)接地電流引起的地電位變化，避免IC不穩(wěn)定。

其他注意事項(xiàng)

• 輕負(fù)載或IC停止工作時(shí)，Pch驅(qū)動(dòng)FET的漏電流可能導(dǎo)致輸出電壓上升。
• PFM比較器電路的內(nèi)部延遲或輸入失調(diào)可能導(dǎo)致開關(guān)操作持續(xù)進(jìn)行，從而增加輸出紋波電壓。
• 輸入/輸出電位差較小時(shí)，紋波電壓會(huì)增加，輸出電壓可能上升。
• 輸出電壓小于1.2V的型號(hào)沒(méi)有短路保護(hù)功能，在高輸入電壓和過(guò)大輸出電流的情況下，線圈電流可能會(huì)疊加。

典型性能特性

效率與輸出電流關(guān)系

不同輸出電壓（如1.8V和3.0V）下，效率隨輸出電流的變化曲線展示了該系列在不同負(fù)載下的效率表現(xiàn)。在輕負(fù)載時(shí)，由于采用了PFM控制和超低電流消耗電路，效率較高。

輸出電壓與輸出電流關(guān)系

輸出電壓隨輸出電流的變化情況反映了該系列的穩(wěn)壓性能。在一定的輸出電流范圍內(nèi)，輸出電壓能夠保持相對(duì)穩(wěn)定。

其他特性

還給出了靜態(tài)電流與環(huán)境溫度、待機(jī)電流與環(huán)境溫度、PFM開關(guān)電流與環(huán)境溫度、CE “H”電壓與環(huán)境溫度、CE “L”電壓與環(huán)境溫度、短路保護(hù)閾值與環(huán)境溫度、CL放電電阻與環(huán)境溫度、負(fù)載瞬態(tài)響應(yīng)、啟動(dòng)模式等特性曲線，為工程師在不同環(huán)境和工況下的設(shè)計(jì)提供了參考。

總結(jié)

“PicoBK?” MYRLP - F - RD/RE系列DC/DC轉(zhuǎn)換器以其超低靜態(tài)電流、內(nèi)置電感、高效率和豐富的保護(hù)功能，為低功耗、小型化的電源設(shè)計(jì)提供了一個(gè)優(yōu)秀的解決方案。在實(shí)際應(yīng)用中，工程師需要根據(jù)具體需求合理選擇組件，注意電路布局和使用注意事項(xiàng)，以充分發(fā)揮該系列產(chǎn)品的性能優(yōu)勢(shì)。你在使用類似DC/DC轉(zhuǎn)換器時(shí)遇到過(guò)哪些問(wèn)題呢？歡迎在評(píng)論區(qū)分享你的經(jīng)驗(yàn)和見解。