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国货当自强—具备负载断开功能的同步升压转换器SGM6612A
2020-07-29

SGM6612A是一颗20V/10A同步升压转换器芯片,内置门驱动器用于断开负载。通过集成两个14mΩ高/低压侧电源开关,SGM6612A可提供高达10A的开关峰值电流和20V输出电压,从而为包括便携式扬声器、液晶显示器源驱动、功率放大器电源、电机驱动器电源及USB Type-C电源在内的便携式设备提供一种高效率、小尺寸的电源解决方案。

SGM6612A采用固定频率峰值电流拓扑架构来调节输出电压,能够以最小的输出电容提供出色的线性和负载瞬态响应。中等或重载条件下,SGM6612A采用脉宽调制(Pulse Width Modulation,PWM)模式;轻负载条件下,SGM6612A进入自动脉冲频率调制(Pulse Frequency Modulation,PFM)模式以提高效率。

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图1 SGM6612A功能框图

一颗出色的模拟芯片该具备怎样的性能?

从图1可以看出,SGM6612A所需要的外部器件很少,并且还提供一个单独的DISDRV引脚来驱动负载输出端的外部FET,在设备关断或输出短路时能完全断开输入与输出的连接。启动时,通过内部55μA吸入电流源来控制外部P-FET开关。如果电感电流达到了短路保护电流限制阈值(典型值20A),或者输出电压降低到了正常输出值的70%,SGM6612A将进入自动切断短路保护(Hiccup)模式并提供90ms的短路保护,并在短路条件解除后自动恢复。此外,该装置还提供输出过压保护、电感限流保护和热关机保护机制。

 

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图2 输出短路保护

图3-图8展示了SGM6612A(左)与竞品(右)在不同条件下的性能对比:

 

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图3 电感3.3μH、输出16V时不同负载的效率曲线对比

不同输入电压下(设定16V),不同输出负载下的输出电压(Output Voltage vs. Load),SGM6612A有更好的负载调整率。

 

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图4 不同输入电压、不同输出负载下的输出电压对比

在输入电压6V至14V、输出电压16V、开关频率500kHz条件下,P-FET连接在电路中,3A满载输出电流下的各项实测值。

1) 输出1A负载的纹波电压时,SGM6612A纹波电压都在输出值的0.5%以内

 

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图5 输出1A负载的纹波电压对比

2) 负载变化瞬态响应

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图6 负载变化瞬态响应

3) 输出短路时的芯片响应

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图7 输出短路时的芯片响应

4) 输出短路释放后的实际响应

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图8 输出短路释放后的实际响应


上述测试数据可以看出,SGM6612A支持最高2.2MHz的可编程电阻开关频率;采用峰值电流控制拓扑以保护器件在升压运行阶段不会过载;具有短路保护功能和过压保护功能;在轻载条件下自动强制PFM模式,通过降低开关损耗来提高效率,最高效率可达95%。

特征

  • 输入电压范围:2.7V至16V

  • 输出电压范围:4.5V至20V

  • 高达10A可编程电阻器电流限制

  • 集成两个14mΩ低导通电阻内部FET

  • 在输入电压7.2V、输出电压16V、输出电流2A时,效率高达95%

  • 电阻器开关频率可编程,高达2.2MHz

  • 用于负载断开的门驱动器

  • 自动切断短路保护功能

  • 过电压保护

  • 轻载自动PFM模式

  • 绿色TQFN-3×3.5-13L封装