高效pwm电源控制集成电路mic2194及其应用

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1、高效PWM电源控制集成电路MIC2194及其应用

2、第1摘要：MIC2194是MICREL公司采用BiCMOS工艺制造的一种开关型电压转换控制器集成电路，利用它可将2．9V～14V范围内的输入电压变换成3．3V、5V或12V的输出电压，因而可广泛应用于需要3．3V、5V或12V以及采用1～2节锂离子电池供电的电源电路中。文中介绍了MIC2194的主要特点、引脚功能、内部结构和工作原理，给出了由MIC2194组成的＋5V和－5V两种输出的DC－DC转换电路。关键词：电源；DC－DC转换器；控制器；M

3、IC21941概述MIC2194是MICREL公司生产的一种高效P触发式电源控制器。利用它可将2．9V～14V电压范围内的输入电压变换成3．3V、5V或12V的电压输出，因而可广泛应用于需要3．3V、5V或12V以及采用1～2节锂离子电池供电的电源电路中。MIC2194设计简单，结构灵活，因而可配置成多种电源转换器。MIC2194采用小体积封装，因此其体积很小，重量很轻，可有效节约宝贵的印制板空间。另外，MIC2194还具有外围元件少的特点。在400kHz的P操作时，电路输出中的电感和电容都不需

4、要太大，因而可有效降低应用电路的实际成本。　　MIC2194可以直接驱动一个高端P－沟道MOS－FET。它的输出驱动阻抗很低（仅有2Ω），因而可驱动较大的外部MOSFET并产生很大的输出电流。MIC2194的最大占空比可达到100％，因此可满负荷运行。它的结温范围为－40℃～＋125℃，采用8脚SOIC封装形式。其主要特点如下：●具有2．9V～14V的输入电压范围；●操作振荡频率为400kHz；●采用P电流型控制方式；●输出驱动阻抗仅有2Ω；●可达到100％的最大占空比；●可编程控制欠压锁定端U

5、VLO；●关断电流只有0．5μA；●采用前沿隔断方式；●采用循环式限流模式；●可通过频率反馈进行短路保护；●采用8脚SOIC封装形式。　　MIC2194的主要应用范围包括分布式电源系统，负载端电源电路，负电压驱动电源电路，基态电源，无线式调制解调器，ADSL线卡，服务器，3．3V、5V和12V电源转换电路以及采用1～2节锂离子电池供电的操作系统等。2引脚功能和主要参数2．1引脚功能　　MIC2194采用8脚SOIC封装，图1所示是其引脚排列，各引脚的功能说明如表1所列。2．2主要极限参数　　MI

6、C2194可工作在2．9V～14V的输入电压范围内，它的其它主要极限参数如下：●电源极限电压：15V；●最大数字电源电压：7V；●使能脚最大电压范围：－0．3V～＋15V；●补偿脚最大电压范围：－0．3V～＋3V；●反馈脚最大电压范围：－0．3V～＋3V；●最大电流检测电压：－0．3V～1V；●最大电源功耗：285mIC2194是采用BiCMOS工艺制造的开关型电压转换控制器。其内部主要由控制环路（包括P操作模式和电流型控制模式）、限流电路、参考时钟、使能电路、欠压锁定电路、MOSFET驱动电路

7、以及内部振荡电路等组成。图2所示是MIC2194的内部结构及其典型外围电路的连接方法。　　MIC219在工作时，当开关周期开始的时候，OUTP引脚为低电平，高边P沟道MOSFET管Q1（Si9803DY）被打开，电流通过电流检测电阻RSENSE、MOSFET管Q1和电感L1从输入流向输出。电路中　500)this.style.ouseg(this)">500)this.style.ouseg(this)">500)this.style.ouseg(this)">500)this.style.ou

8、seg(this)">的L1的主要作用是控制电路电流迅速增大而出现的瞬变。电流检测电阻上电压降幅的大小将影响MIC2183内部斜坡补偿电路的稳定性。因为该信号将同时作为MIC2194内部电流检测放大器的输入，而该内部放大器的输出将直接影响MIC2194的内部斜坡补偿电路。同时该信号还将用来和器件内部的差分放大器的输出进行比较。当该电流信号等于差分电压信号时，电路中的P沟道MOSFET将被关断。此时电感电流将从D1二极管中流过。直到下一个开关周期开始，P沟道MOSFET重新导通后，二极管D1被再次

9、关断。4应用电路通过MIC2194可以达到100％的占空比操作而不需要高端驱动自举电路。由于采用的是电流型控制方式，MIC2194能够达到很高的实时线性和负载调节性。当电路工作在50％以上的占空比时，器件内部的斜坡补偿电路可以对电路进行有效地补偿。从而使MIC2194控制器成为高效DC－DC转换器应用领域的最佳选择。4．1典型应用电路　　图3所示是一个输出电压为5V，输出电流可以达到5A的DC－DC变换电路。实际上，该电路的输出电压是可以通过图中的R1和R2来进行分压调节的。其关系式如下：500