Microchip MCP16331T-E/CH固定频率降压DC-DC转换器中文资料

型号与类型

型号：MCP16331T-E/CH

类型：MCP16331T-E/CH是一款高度集成、高效、固定频率的降压型DC-DC转换器，专为各种需要高效电源转换的应用设计。这款转换器采用流行的6引脚SOT-23或8引脚2x3 TDFN封装，能够处理高达50V的输入电压源，满足多种电源输入需求。

　　厂商名称：Microchip

　　元件分类：DCDC电压芯片

　　中文描述： 直流-直流开关降压(逐步递减)稳压器,可调,4.4V-50V输入,2V-24V输出,500mA输出,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

　　数据手册：https://www.iczoom.com/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频率降压DC-DC转换器,工作电压可高达50V.集成功能包括高压侧开关,固定频率峰值电流模式控制,内部补偿,峰值电流限制以及过温保护.需要极少外部元件,就能开发完整的降压DC-DC转换器电源.该产品具有集成电流限制,低电阻,高速N沟道MOSFET和相关驱动电路,可实现高转换器效率.高开关频率可最大限度地减小外部滤波元件的尺寸,从而节省解决方案占用空间.

　　效率高达96%

　　2％输出电压精准度

　　500kHz固定频率

　　可调输出电压

　　6?A设备关机电流

　　峰值电流模式控制

　　内部补偿

　　内部软启动

　　逐周期峰值电流限制

　　4.1V启动,3.6V停止欠压锁定(UVLO)

　　过温保护

　　应用

　　电源管理,工业,消费电子产品,车用,计量,医用

　　MCP16331T-E/CH中文参数

　　MCP16331T-E/CH引脚图

工作原理

MCP16331T-E/CH的工作基于降压（Buck）转换器的拓扑结构，其核心是通过脉宽调制（PWM）技术控制功率开关管的导通与关断，从而调节输出电压至预定值。转换器的核心组成部分包括功率开关管（通常是一个高速N沟道MOSFET）、储能电感、续流二极管、输出滤波电容以及控制电路。

具体工作过程如下：

1. 导通阶段：当PWM信号使功率开关管导通时，输入电压直接加到储能电感上，电感上的电流线性增加，同时电感储存能量。此时，续流二极管截止，电感电流一部分供给负载，另一部分为滤波电容充电。

2. 关断阶段：当PWM信号使功率开关管关断时，电感电流不能突变，因此电感上的感应电压极性反转，维持电流方向不变。此时，续流二极管导通，电感中储存的能量通过续流二极管继续向负载供电，电感电流线性减小。同时，滤波电容放电，与电感电流叠加，继续为负载供电。

通过重复上述过程，MCP16331T-E/CH能够持续、稳定地将较高的输入电压转换为较低的输出电压，并通过内部的控制机制保持输出电压的稳定性和精度。

特点

1. 高度集成：MCP16331T-E/CH集成了高侧开关、固定频率峰值电流模式控制、内部补偿、峰值电流限制和过温保护等多种功能，极大地简化了外部电路设计。

2. 高效率：通过集成限流、低电阻、高速N沟道MOSFET和相关驱动电路，MCP16331T-E/CH能够实现高达96%的转换效率，减少能源浪费。

3. 小型化设计：高开关频率（500kHz）最小化了外部滤波元件的尺寸，使得整个解决方案占用空间更小，适合空间受限的应用场景。

4. 可调输出电压：输出电压范围覆盖2.0V至24V，并可通过外部电阻分压器灵活设置，满足不同应用需求。

5. 过温保护与欠压锁定：集成过温保护和欠压锁定（UVLO）功能，确保在极端工作条件下转换器也能稳定可靠地工作。

6. 低关断电流：在关闭状态下，MCP16331T-E/CH仅消耗几微安的电流，有助于节省能源。

应用

MCP16331T-E/CH广泛应用于各种需要高效、稳定电源转换的场合，包括但不限于：

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

• 工业直流-直流转换：适用于48V、24V和12V等工业输入电压的直流-直流转换。

• 消费电子产品：如机顶盒（STB）、DSL电缆调制解调器等。

• 汽车电子：用于汽车内部的各种电子设备供电。

• AC/DC适配器：作为AC/DC适配器中的电源转换模块。

• 电池供电设备：如SLA电池供电的设备。

• 数字控制电源：AC-DC数字控制电源中的关键元件。

• 医疗保健设备：需要稳定、可靠电源的医疗设备。

参数

基本参数：

• 输入电压范围：4.4V至50V

• 输出电压范围：2.0V至24V

• 输出电压精度：2%

• 输出电流：连续电流500mA（最大可达1.2A，具体取决于输出电压和输入电压）

• 开关频率：500kHz

• 效率：高达96%

• 封装形式：6引脚SOT-23，8引脚2x3 TDFN

控制特性：

• 峰值电流模式控制：确保快速响应和稳定输出

• 内部补偿：简化外部电路设计

• 逐周期峰值电流限制：保护电路免受过流损坏

过温保护与欠压锁定（UVLO）：

• 过温保护：MCP16331T-E/CH内置热关断功能，当芯片温度超过预设阈值时，自动关闭输出，防止过热导致的性能下降或器件损坏。当温度降至安全范围后，转换器将自动重启，恢复正常工作。

• 欠压锁定（UVLO）：此功能确保在输入电压低于一定阈值时，转换器不会启动或重新启动，以保护内部电路免受低电压应力的影响。只有当输入电压恢复到正常工作范围时，转换器才会重新启动。

电气特性：

• 静态电流（IQ）：在正常工作条件下，除了为负载供电外，MCP16331T-E/CH消耗的电流非常低，有助于延长电池寿命或减少能源浪费。

• 启动时间：从施加输入电压到输出电压稳定在规定范围内的时间非常短，这对于需要快速启动的应用至关重要。

• 关断电流（ISD）：在关闭模式下，MCP16331T-E/CH的电流消耗极低，适用于长时间待机或低功耗应用场景。

安全特性：

• 短路保护：虽然MCP16331T-E/CH主要通过峰值电流限制来防止过流，但在极端短路情况下，也能通过快速关闭输出来保护自身和后续电路。

• 电磁兼容性（EMC）：高开关频率和优化的电路设计有助于减少电磁干扰（EMI），提高系统整体的EMC性能。

设计灵活性：

• 输出电压调节：通过简单的外部电阻分压器设置，用户可以轻松调整输出电压至所需值，满足不同应用的精确电压需求。

• 输入电压兼容性：宽输入电压范围（4.4V至50V）使得MCP16331T-E/CH能够兼容多种电源输入，如电池、电源适配器等。

封装与散热：

• SOT-23和TDFN封装：小型化封装设计使得MCP16331T-E/CH在布局紧凑的应用中占据极小的空间，同时提供良好的散热性能。

• 散热管理：虽然MCP16331T-E/CH本身设计有高效的散热机制，但在高功率应用或环境温度较高的条件下，仍需考虑额外的散热措施，如增加散热片或使用热导材料。

设计与应用注意事项

• 选择合适的电感：电感是降压转换器中的关键元件之一，其选择直接影响转换器的效率、稳定性和输出纹波。应根据输入电压、输出电压、负载电流等参数，选择合适的电感值。

• 优化滤波电容：输出滤波电容用于减小输出电压的纹波和噪声。应根据输出电流和纹波要求，选择合适的电容类型和容值。

• 布局与布线：良好的PCB布局和布线对于确保转换器的性能至关重要。应尽量缩短关键路径的长度，减少电磁干扰和信号损失。

• 电源管理：在设计系统时，应充分考虑电源管理策略，如使能控制、软启动、过压保护等，以提高系统的可靠性和稳定性。

综上所述，MCP16331T-E/CH作为一款高度集成、高效、可靠的固定频率降压DC-DC转换器，凭借其优异的性能、广泛的应用领域和灵活的设计选项，成为了众多电子设备设计中的理想选择。