SGM660A：负输出电压的同步反相降压 - 升压转换器

在电子设备的设计中，电源管理是至关重要的一环。今天，我们来深入了解一款由SGMICRO推出的同步反相降压 - 升压转换器——SGM660A，它在负输出电压转换方面有着出色的表现。

文件下载：SGM660A.pdf

一、产品概述

SGM660A是一款同步反相降压 - 升压转换器，其最大的亮点在于拥有多功能数字输入SWIRE引脚，这个引脚可以用来编程负输出电压或者使能设备。它集成了一个1.31A的开关电流功率FET，并且该电流可编程至最低0.485A。1.8MHz的开关频率允许使用小尺寸的电感器，同时，内置的软启动和环路补偿网络减少了外部元件的数量，还具备输出放电功能。此外，它还拥有过流保护、过温保护和短路保护等多种保护特性，能有效保护设备免受各种故障情况的影响。该产品采用绿色TDFN - 2×2 - 6AL封装。

二、产品特性

1. 电压范围

• 输入电压范围：2.8V至5.5V，能适应多种电源输入情况。
• 可调输出电压：-0.8V至 - 5.2V，以0.1V为步长进行调节，满足不同的应用需求。

2. 可编程参数

• 开关电流限制：有1.31A（默认）、0.83A、0.485A三种可选。
• 开关频率：1.8MHz、1.6MHz（默认）、1.4MHz三种可编程频率。

3. 其他特性

• 内部软启动功能：限制浪涌电流，保护设备。
• 无需外部补偿：简化了设计过程。
• 关断电流：最大为1μA，降低功耗。

三、应用领域

SGM660A适用于多种场景，如传感器和调制器偏置、放大器和数据转换器的负偏置电源以及离散LCD偏置等。

四、典型应用电路

典型应用电路中，输入电压范围为2.8V至5.5V，输出电压范围为 - 0.8V至 - 5.2V。输入电容CIN为10μF，输出电容COUT为10μF，电感器L为4.7μH。通过合理配置这些元件，可以实现稳定的负输出电压转换。

五、电气特性

1. 电压与电流参数

• 输入电压范围：2.8V至5.5V。
• 关断电流：在VSWIRE = 0V，VIN = 5.5V，TJ = +25℃时，为0.1至1.0μA。
• 静态电流：在VSWIRE = 1.8V，VIN = 5.5V，非开关状态，TJ = +25℃时，为290至370µA。

2. 其他参数

• 输入欠压锁定阈值：2.55至2.70V。
• 输入欠压锁定迟滞：0.08至0.13V。
• 上电消隐时间：10ms。

六、性能特点

1. 控制方案

SGM660A采用峰值电流模式控制方案，能提供出色的线路和负载瞬态响应，同时所需的输出电容最小。不过，占空比会受到最小导通时间的限制，当出现这种情况时，输出电压的纹波会增大。

2. 保护功能

• 欠压锁定：内置的欠压锁定功能（UVLO）会监测输入电压，当输入电压过低时，会禁用设备。
• 热关断：当结温超过+150℃（典型值）时，设备会停止开关并关闭所有输出；当温度降至+135℃（典型值）时，会以相同的编程电压和序列重新启动。
• 短路保护：峰值电流模式控制具有固有的过流保护功能，当发生短路时，高端FET的电流达到限制值，设备会停止开关以防止损坏。

3. 数字接口

通过SWIRE数字接口，可以以0.1V的步长对负输出电压进行编程。如果不需要编程，SWIRE引脚可以用作标准使能引脚。设备启用时将以默认值启动。

七、元件选择

1. 电感器选择

选择电感器时，需要考虑电感值（L）、饱和电流（IsAT）、RMS额定值（IRMS）、直流电阻（DCR）和尺寸等因素。可以使用公式计算静态条件下的电感器峰值电流（IL_MAX）和峰 - 峰纹波电流（ΔIL）。IsAT应高于IL_MAX，并保留足够的余量。一般来说，选择10%至30%的纹波电流来计算电感值，较大的电感值可以减少纹波电流，但会导致瞬态响应变慢。

2. 电容器选择

SGM660A在输入和输出侧分别只需要一个陶瓷电容器即可正常工作。由于陶瓷电容器存在直流降额的特性，需要注意在工作条件下验证足够的电容值。建议输入使用额定电压为6.3V或更高、有效电容最小为3.5µF的陶瓷电容器；输出推荐的有效电容范围为3.5µF至24µF，最小电压额定值为6.3V。

八、总结

SGM660A作为一款同步反相降压 - 升压转换器，凭借其丰富的特性、出色的性能和广泛的应用领域，为电子工程师在负输出电压转换设计中提供了一个优秀的选择。在实际应用中，合理选择元件并充分利用其各项功能，能够实现高效、稳定的电源转换。大家在使用SGM660A进行设计时，是否遇到过一些挑战呢？欢迎在评论区分享你的经验和见解。