Microchip MCP16331T-E/CH固定頻率降壓DC-DC轉換器中文資料

型號與類型

型號：MCP16331T-E/CH

類型：MCP16331T-E/CH是一款高度集成、高效、固定頻率的降壓型DC-DC轉換器，專為各種需要高效電源轉換的應用設計。這款轉換器采用流行的6引腳SOT-23或8引腳2x3 TDFN封裝，能夠處理高達50V的輸入電壓源，滿足多種電源輸入需求。

　　廠商名稱：Microchip

　　元件分類：DCDC電壓芯片

　　中文描述： 直流-直流開關降壓(逐步遞減)穩壓器,可調,4.4V-50V輸入,2V-24V輸出,500mA輸出,SOT-23-6

　　英文描述： 0V 500mA Adj.Switch Regulator SOT23-6 Microchip,MCP16331T-E/CH Step-Down Switching Regulator 1.2A Adjustable,2→24 V,6-Pin SOT-23

　　數據手冊：http://www.wzkaixin.com.cn/data/k09-36787472-MCP16331T-E/CH.html

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　　MCP16331T-E/CH概述

　　MCP16331T-E/CH是一款高度集成高效固定頻率降壓DC-DC轉換器,工作電壓可高達50V.集成功能包括高壓側開關,固定頻率峰值電流模式控制,內部補償,峰值電流限制以及過溫保護.需要極少外部元件,就能開發完整的降壓DC-DC轉換器電源.該產品具有集成電流限制,低電阻,高速N溝道MOSFET和相關驅動電路,可實現高轉換器效率.高開關頻率可最大限度地減小外部濾波元件的尺寸,從而節省解決方案占用空間.

　　效率高達96%

　　2％輸出電壓精準度

　　500kHz固定頻率

　　可調輸出電壓

　　6?A設備關機電流

　　峰值電流模式控制

　　內部補償

　　內部軟啟動

　　逐周期峰值電流限制

　　4.1V啟動,3.6V停止欠壓鎖定(UVLO)

　　過溫保護

　　應用

　　電源管理,工業,消費電子產品,車用,計量,醫用

　　MCP16331T-E/CH中文參數

　　MCP16331T-E/CH引腳圖

工作原理

MCP16331T-E/CH的工作基于降壓（Buck）轉換器的拓撲結構，其核心是通過脈寬調制（PWM）技術控制功率開關管的導通與關斷，從而調節輸出電壓至預定值。轉換器的核心組成部分包括功率開關管（通常是一個高速N溝道MOSFET）、儲能電感、續流二極管、輸出濾波電容以及控制電路。

具體工作過程如下：

1. 導通階段：當PWM信號使功率開關管導通時，輸入電壓直接加到儲能電感上，電感上的電流線性增加，同時電感儲存能量。此時，續流二極管截止，電感電流一部分供給負載，另一部分為濾波電容充電。

2. 關斷階段：當PWM信號使功率開關管關斷時，電感電流不能突變，因此電感上的感應電壓極性反轉，維持電流方向不變。此時，續流二極管導通，電感中儲存的能量通過續流二極管繼續向負載供電，電感電流線性減小。同時，濾波電容放電，與電感電流疊加，繼續為負載供電。

通過重復上述過程，MCP16331T-E/CH能夠持續、穩定地將較高的輸入電壓轉換為較低的輸出電壓，并通過內部的控制機制保持輸出電壓的穩定性和精度。

特點

1. 高度集成：MCP16331T-E/CH集成了高側開關、固定頻率峰值電流模式控制、內部補償、峰值電流限制和過溫保護等多種功能，極大地簡化了外部電路設計。

2. 高效率：通過集成限流、低電阻、高速N溝道MOSFET和相關驅動電路，MCP16331T-E/CH能夠實現高達96%的轉換效率，減少能源浪費。

3. 小型化設計：高開關頻率（500kHz）最小化了外部濾波元件的尺寸，使得整個解決方案占用空間更小，適合空間受限的應用場景。

4. 可調輸出電壓：輸出電壓范圍覆蓋2.0V至24V，并可通過外部電阻分壓器靈活設置，滿足不同應用需求。

5. 過溫保護與欠壓鎖定：集成過溫保護和欠壓鎖定（UVLO）功能，確保在極端工作條件下轉換器也能穩定可靠地工作。

6. 低關斷電流：在關閉狀態下，MCP16331T-E/CH僅消耗幾微安的電流，有助于節省能源。

應用

MCP16331T-E/CH廣泛應用于各種需要高效、穩定電源轉換的場合，包括但不限于：

• 微控制器（MCU）供電：如PIC? MCU/dsPIC? DSC微控制器偏置供電。

• 工業直流-直流轉換：適用于48V、24V和12V等工業輸入電壓的直流-直流轉換。

• 消費電子產品：如機頂盒（STB）、DSL電纜調制解調器等。

• 汽車電子：用于汽車內部的各種電子設備供電。

• AC/DC適配器：作為AC/DC適配器中的電源轉換模塊。

• 電池供電設備：如SLA電池供電的設備。

• 數字控制電源：AC-DC數字控制電源中的關鍵元件。

• 醫療保健設備：需要穩定、可靠電源的醫療設備。

參數

基本參數：

• 輸入電壓范圍：4.4V至50V

• 輸出電壓范圍：2.0V至24V

• 輸出電壓精度：2%

• 輸出電流：連續電流500mA（最大可達1.2A，具體取決于輸出電壓和輸入電壓）

• 開關頻率：500kHz

• 效率：高達96%

• 封裝形式：6引腳SOT-23，8引腳2x3 TDFN

控制特性：

• 峰值電流模式控制：確保快速響應和穩定輸出

• 內部補償：簡化外部電路設計

• 逐周期峰值電流限制：保護電路免受過流損壞

過溫保護與欠壓鎖定（UVLO）：

• 過溫保護：MCP16331T-E/CH內置熱關斷功能，當芯片溫度超過預設閾值時，自動關閉輸出，防止過熱導致的性能下降或器件損壞。當溫度降至安全范圍后，轉換器將自動重啟，恢復正常工作。

• 欠壓鎖定（UVLO）：此功能確保在輸入電壓低于一定閾值時，轉換器不會啟動或重新啟動，以保護內部電路免受低電壓應力的影響。只有當輸入電壓恢復到正常工作范圍時，轉換器才會重新啟動。

電氣特性：

• 靜態電流（IQ）：在正常工作條件下，除了為負載供電外，MCP16331T-E/CH消耗的電流非常低，有助于延長電池壽命或減少能源浪費。

• 啟動時間：從施加輸入電壓到輸出電壓穩定在規定范圍內的時間非常短，這對于需要快速啟動的應用至關重要。

• 關斷電流（ISD）：在關閉模式下，MCP16331T-E/CH的電流消耗極低，適用于長時間待機或低功耗應用場景。

安全特性：

• 短路保護：雖然MCP16331T-E/CH主要通過峰值電流限制來防止過流，但在極端短路情況下，也能通過快速關閉輸出來保護自身和后續電路。

• 電磁兼容性（EMC）：高開關頻率和優化的電路設計有助于減少電磁干擾（EMI），提高系統整體的EMC性能。

設計靈活性：

• 輸出電壓調節：通過簡單的外部電阻分壓器設置，用戶可以輕松調整輸出電壓至所需值，滿足不同應用的精確電壓需求。

• 輸入電壓兼容性：寬輸入電壓范圍（4.4V至50V）使得MCP16331T-E/CH能夠兼容多種電源輸入，如電池、電源適配器等。

封裝與散熱：

• SOT-23和TDFN封裝：小型化封裝設計使得MCP16331T-E/CH在布局緊湊的應用中占據極小的空間，同時提供良好的散熱性能。

• 散熱管理：雖然MCP16331T-E/CH本身設計有高效的散熱機制，但在高功率應用或環境溫度較高的條件下，仍需考慮額外的散熱措施，如增加散熱片或使用熱導材料。

設計與應用注意事項

• 選擇合適的電感：電感是降壓轉換器中的關鍵元件之一，其選擇直接影響轉換器的效率、穩定性和輸出紋波。應根據輸入電壓、輸出電壓、負載電流等參數，選擇合適的電感值。

• 優化濾波電容：輸出濾波電容用于減小輸出電壓的紋波和噪聲。應根據輸出電流和紋波要求，選擇合適的電容類型和容值。

• 布局與布線：良好的PCB布局和布線對于確保轉換器的性能至關重要。應盡量縮短關鍵路徑的長度，減少電磁干擾和信號損失。

• 電源管理：在設計系統時，應充分考慮電源管理策略，如使能控制、軟啟動、過壓保護等，以提高系統的可靠性和穩定性。

綜上所述，MCP16331T-E/CH作為一款高度集成、高效、可靠的固定頻率降壓DC-DC轉換器，憑借其優異的性能、廣泛的應用領域和靈活的設計選項，成為了眾多電子設備設計中的理想選擇。