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帶I2C控製的集成DC/DC升降壓變換器

發布時間：2021-03-05 來源：Dave Baker 責任編輯：wenwei

【導讀】MP8859 是一款4開關同步升降壓變換器。它支持2.8V至22V的寬工作輸入電壓範圍（電流高達4A），可提供1V至20.47V範圍內的輸出電壓（電流高達3A），以10mV為步長。通過方便易用的I2C接口，用戶可以輕鬆配置操作參數。這使得MP8859非常適用於USB PD和電池供電的便攜式設備。

根據連接的終端設備，USB PD應用通常需要5V至20V（如，5/9/15/20）範圍之內的輸出電壓。該變換器的輸入電源電壓可能是固定的12V（如，筆記本電腦的內部USB PD端口）；或者，是不固定的電池包電壓（如，USB PD便攜式充電器）（請參見圖1）。終端設備通常通過纜線在USB插座上熱插拔，這意味著升降壓變換器必須具有快速動態響應，以應對負載的突然變化。MP8859還提供線損補償功能，可以補償由於USB線纜阻抗導致的壓降。

圖1: USB PD充電器

許多電池供電的便攜式設備都需要DC/DC升(sheng)降(jiang)壓(ya)拓(tuo)撲(pu)結(jie)構(gou)以(yi)生(sheng)成(cheng)穩(wen)定(ding)的(de)固(gu)定(ding)輸(shu)出(chu)電(dian)壓(ya)。因(yin)為(wei)是(shi)電(dian)池(chi)包(bao)，剛(gang)開(kai)始(shi)的(de)輸(shu)入(ru)電(dian)壓(ya)可(ke)能(neng)高(gao)於(yu)輸(shu)出(chu)電(dian)壓(ya)，隨(sui)著(zhe)電(dian)池(chi)放(fang)電(dian)，其(qi)輸(shu)入(ru)電(dian)壓(ya)可(ke)能(neng)低(di)於(yu)輸(shu)出(chu)電(dian)壓(ya)。

以數碼相機為例，其DC/DC變換器需要為光學變焦電機供電。相機必須在瞬態大電流條件下提供恒定的供電電壓，以實現快速變焦（請參見圖2）。由於電池電壓隨剩餘電荷而變化，升降壓變換器可提供良好的動態響應以及升降壓模式之間的無縫切換，從而實現可靠的操作。

MP8859是一款集成升降壓變換器，適用於類似數碼相機的多種應用。

產品特性和優勢

● 2.8V至22V寬工作輸入電壓範圍

● 1V至20.47V輸出電壓範圍（默認為5V），通過I2C提供10mV分辨率

● 3A輸出電流或4A輸入電流

● 內部集成4個低導通電阻功率MOSFET

● 500kHz開關頻率

● 帶打嗝模式的輸出過壓保護（OVP）

● 帶打嗝模式的輸出短路保護（SCP）

● 過溫警告和關斷

● 帶ALT引腳的I2C接口

● 四個可配置的I2C地址

● 用於默認設置的一次性可調（OTP）非易失性存儲器

● I2C可配置線路壓降補償、PFM/PWM模式、軟啟動、過流保護（OCP）

● EN關斷、可配置輸出放電

● 采用QFN-16（3mmx3mm）封裝

● 通過UL認證，UL2367：E322138 li60950-1 / li60950-1-07：E500002-A1-CB-1

圖2: 變焦數碼相機

圖3: MP8859功能框圖

工作原理

MP8859在降壓模式下采用恒定導通時間（COT）控製，在升壓模式下采用恒定關斷時間控製，可提供快速負載瞬態響應和平滑的升降壓模式切換。MP8859可根據輸出負載在脈衝頻率調製（PFM）模式和脈衝寬度調製（PWM）模式之間自動切換，也可以設置為強製PWM模式。自動PFM/PWM模式可最大程度地提高輕載效率，而強製PWM模式則可提供最低的輸出紋波。它還可以配置恒定的輸出電流限值，可應用於更廣泛的場合。

圖 4 顯示了具備四個內部MOSFET橋和外部電感器的器件結構。當VIN超過VO時，變換器工作在降壓模式；當VIN接近VO時，它以升降壓模式工作；當VIN低於VO時，工作於升壓模式(請參見圖5).