探索“PicoBK™” MYRLP-F-RD/RE系列：超低静态电流内置电感降压DC/DC转换器

在电子设备的电源管理领域，不断追求更低功耗、更小尺寸和更高效率是永恒的目标。今天，我们就来深入探讨一款名为“PicoBK™”的MYRLP-F-RD/RE系列超低静态电流、内置电感降压DC/DC转换器，看看它能为我们带来哪些惊喜。

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产品概述

MYRLP-F-RD/RE系列是一款同步降压迷你DC/DC转换器，它将电感和控制IC集成在一个微小的封装中。这种集成设计不仅实现了小型化，还能通过添加两个外部电容器轻松配置出节省空间的电源。该系列采用超低电流消耗电路和PFM控制，在轻负载下实现了高效率，工作电压范围为1.8V至6.0V，支持内部固定输出电压从0.5V到3.60V的应用。

产品特性

性能参数

• 输入输出电压：输入电压范围为1.8V - 6.0V，输出电压可在0.5V - 3.60V之间设置，输出电压精度在Vout≤1.0V时为±20mV，Vout>1.0V时为±2.0%。
• 输出电流与静态电流：最大输出电流为150mA，在Vout = 1.8V时，静态电流仅为200nA，这对于低功耗应用来说非常关键。
• 控制方法：采用PFM控制，能有效提高轻负载时的效率。
• 保护功能：具备UVLO（欠压锁定）功能，当输入电压低于UVLO检测电压时，内部P通道MOS驱动晶体管和N通道MOS驱动晶体管会关闭。此外，MYRLP - F - RD还集成了CL放电功能，可在设备进入待机模式时快速释放输出电容上的电荷。

应用场景

该系列适用于多种应用场景，如智能电表、低功耗RF、传感器模块、可穿戴设备、能量收集设备、备用电源电路、智能卡以及单节锂电池供电的设备等。

工作原理

正常工作模式

该IC通过调整以下三个操作间隔来控制输出电压：

1. Pch驱动FET导通：反馈电压（FB电压）低于参考电压VREF时，PFM比较器向PFM控制电路发送信号，使Pch驱动FET导通。Pch驱动FET的导通时间ton可通过公式ton = L × IPFM / (VIN - Vout)计算。
2. 电流切换：当Pch驱动FET导通时，线圈电流增加，直到达到PFM开关电流（IPFM），此时Pch驱动FET关闭，Nch驱动FET导通。
3. Nch驱动FET关闭：Nch驱动FET导通后，线圈电流减小，当电流降至约0mA时，Nch驱动FET关闭，直到FB电压再次低于参考电压VREF。

最大导通时间功能与100%占空比操作

当输入/输出电位差减小时，为了抑制输出纹波电压，Pch驱动FET的最大导通时间被限制在3.0μs（典型值）。如果输入/输出电位差进一步减小，将进入100%占空比操作，Pch驱动FET始终导通，但此时IC的电流消耗会增加。

CE功能与启动模式

• CE功能：当CE引脚输入“H”电压（VCEH）时，设备进入启动模式，输出电压上升后开始正常工作；当输入“L”电压（VCEL）时，设备进入待机状态，电流消耗可抑制到0.0μA（典型值），同时Pch MOS驱动FET和Nch MOS驱动FET关闭。
• 启动模式：在CE引脚输入“H”电压且UVLO功能释放后，直到FB电压上升到0.9 x VREF，启动模式开始工作。此模式下，短路保护功能停止，以防止IC意外停止，同时为了抑制浪涌电流，线圈的峰值电流被限制在0.7 x IPFM。

UVLO功能

当输入电压VIN降至UVLO检测电压（VUVLOD）以下时，UVLO功能启动，强制关闭Pch MOS驱动FET，防止内部电路因操作不稳定而产生错误脉冲输出。当VIN电压恢复到UVLO释放电压（VUVLOR）以上时，UVLO功能取消，设备进入启动模式，然后恢复正常工作。

短路保护功能

• VOUT ≥ 1.2V：短路保护功能监测VOUT引脚电压，当该电压因短路或过流降至短路保护阈值电压（VSHORT）以下时，Pch驱动FET和Nch驱动FET关闭。当VOUT引脚电压超过VSHORT时，设备恢复正常工作。
• VOUT < 1.2V：输出电压小于1.2V的型号不具备短路保护功能，短路或过流时输出电压会下降，但开关操作会继续，短路状态解除后，输出电压会迅速恢复到设定值。

CL放电功能（MYRLP - F - RD）

该功能可在设备进入待机状态时，通过导通VOUT引脚和GND引脚之间的Nch FET M1，快速释放输出电容上的电荷，防止因电容上残留电荷导致应用程序出现故障。放电时间可通过公式t = τ ln (VOUT(T) / V)计算，其中τ = CL × RDCHG。

使用注意事项

组件选择

• 要注意外部连接组件和IC的绝对最大额定值，避免超过限制。
• 选择外部组件时，不仅要考虑IC的特性，还要参考各组件的规格。特别是负载电容CL，建议使用B特性（JIS标准）或X7R/X5R（EIA标准）的陶瓷电容。
• CE引脚和VSET引脚没有内部上拉或下拉，需施加规定的电压，避免输入中间电压导致电流消耗增加。

电路布局

• 为了稳定VIN电压，旁路电容（CIN）应尽可能靠近VIN和GND引脚连接。
• 每个外部组件应尽可能靠近IC安装，使用粗而短的连接线路，以降低电路阻抗。
• 确保PCB的GND走线尽可能粗，以减少开关时接地电流引起的地电位变化，避免IC不稳定。

其他注意事项

• 轻负载或IC停止工作时，Pch驱动FET的漏电流可能导致输出电压上升。
• PFM比较器电路的内部延迟或输入失调可能导致开关操作持续进行，从而增加输出纹波电压。
• 输入/输出电位差较小时，纹波电压会增加，输出电压可能上升。
• 输出电压小于1.2V的型号没有短路保护功能，在高输入电压和过大输出电流的情况下，线圈电流可能会叠加。

典型性能特性

效率与输出电流关系

不同输出电压（如1.8V和3.0V）下，效率随输出电流的变化曲线展示了该系列在不同负载下的效率表现。在轻负载时，由于采用了PFM控制和超低电流消耗电路，效率较高。

输出电压与输出电流关系

输出电压随输出电流的变化情况反映了该系列的稳压性能。在一定的输出电流范围内，输出电压能够保持相对稳定。

其他特性

还给出了静态电流与环境温度、待机电流与环境温度、PFM开关电流与环境温度、CE “H”电压与环境温度、CE “L”电压与环境温度、短路保护阈值与环境温度、CL放电电阻与环境温度、负载瞬态响应、启动模式等特性曲线，为工程师在不同环境和工况下的设计提供了参考。

总结

“PicoBK™” MYRLP - F - RD/RE系列DC/DC转换器以其超低静态电流、内置电感、高效率和丰富的保护功能，为低功耗、小型化的电源设计提供了一个优秀的解决方案。在实际应用中，工程师需要根据具体需求合理选择组件，注意电路布局和使用注意事项，以充分发挥该系列产品的性能优势。你在使用类似DC/DC转换器时遇到过哪些问题呢？欢迎在评论区分享你的经验和见解。