小封裝大能量：SGM6607A 1.2A 高壓升壓轉換器解析

在電子設備不斷追求小型化、高效化的今天，電源管理芯片的性能和封裝形式顯得尤為重要。SGMICRO 推出的 SGM6607A 高壓開關調節器，憑借其出色的性能和小封裝優勢，在眾多應用場景中脫穎而出。今天，我們就來深入了解一下這款芯片。

文件下載：SGM6607A.pdf

一、產品概述

SGM6607A 是一款高壓開關調節器，集成了 40V 低側 MOSFET，能夠提供高達 38V 的輸出電壓。它支持 3V 至 20V 的寬輸入電壓范圍，可適用于多節電池或 5V/12V 穩壓電源軌。1.1MHz 的開關頻率使得它可以使用低剖面電感器和低阻值陶瓷輸入輸出電容器，為設計帶來了更多的靈活性。

該芯片支持 Boost、SEPIC 等多種標準開關調節器拓撲結構，采用 PWM（脈沖寬度調制）控制來調節輸出。同時，它還具備過流限制、軟啟動和熱關斷等內置功能，確保了系統的穩定性和可靠性。

SGM6607A 提供 Green TDFN - 2×2 - 6AL 和 TSOT - 23 - 6 兩種封裝形式，工作溫度范圍為 - 40℃至 + 85℃，適用于各種惡劣環境。

二、產品特性

2.1 寬輸入輸出電壓范圍

輸入電壓范圍為 3V 至 20V，輸出電壓最高可達 38V，能夠滿足多種不同的應用需求。

2.2 集成開關與高效性能

集成 1.2A 開關，開關頻率固定為 1.1MHz，在 5V 輸入時，可輸出 12V/300mA 或 24V/150mA，效率最高可達 93%。

2.3 輕載模式與保護功能

具備輕載跳頻功能，可降低功耗。同時，內置軟啟動和熱關斷功能，以及過流保護，保障芯片在各種情況下的穩定運行。

2.4 工作溫度與封裝選擇

工作溫度范圍為 - 40℃至 + 85℃，提供兩種環保封裝，方便不同應用場景的選擇。

三、典型應用

SGM6607A 適用于手機、便攜式設備等多種應用場景。以下是幾個典型的應用電路：

3.1 5V 轉 12V DC/DC 電源轉換

輸入電壓為 5V，輸出電壓為 12V，輸出電流為 300mA。通過合理選擇電阻和電容值，可以實現穩定的電壓轉換。

3.2 12V 轉 24V DC/DC 電源轉換

輸入電壓為 12V，輸出電壓為 24V，輸出電流為 300mA。這種應用在需要更高電壓的設備中非常常見。

3.3 12V SEPIC（降壓 - 升壓）轉換器

適用于需要寬輸入電壓范圍和穩定輸出電壓的應用場景，通過 SEPIC 拓撲結構實現電壓的轉換。

四、電氣特性

4.1 輸入電源特性

輸入電壓范圍為 3V 至 20V，靜態工作電流在無負載且設備不開關時為 400 - 600μA，關斷電流為 1μA。欠壓鎖定閾值為 2.2 - 2.5V，滯回電壓為 70mV。

4.2 使能與參考控制

使能引腳的邏輯高電壓為 1.6V，邏輯低電壓為 0.4V，使能引腳下拉電阻為 300 - 700kΩ。

4.3 電壓與電流控制

電壓反饋調節電壓為 1.203 - 1.255V，電壓反饋輸入偏置電流為 300nA，振蕩器頻率為 0.86 - 1.38MHz，最大占空比為 90 - 95%，最小導通脈沖寬度為 80ns。

4.4 功率開關特性

N 溝道 MOSFET 導通電阻在不同輸入電壓下有所不同，漏電流為 1μA，過流保護電流限制為 0.9 - 1.56A。

4.5 軟啟動與熱關斷

參考電壓上升時間為 2ms，熱關斷閾值為 150℃，熱關斷滯回為 15℃。

五、工作原理

5.1 基本工作模式

SGM6607A 采用峰值電流模式控制架構，固定開關頻率為 1.1MHz。在每個時鐘周期開始時，PWM 比較器開啟低側 FET，使電感電流上升。當電感電流達到誤差放大器輸出設定的水平時，低側 FET 關閉，外部肖特基二極管正向偏置，電感電流下降，將能量傳遞給負載并補充輸出電容。

5.2 軟啟動功能

為了減少啟動時的浪涌電流，SGM6607A 采用內部軟啟動功能。當 VIN 引腳電壓高于 3V 且 EN 引腳為高電平時，設備開始工作，參考電壓在 2ms 內上升到 1.229V，確保輸出電壓緩慢上升，有效降低啟動時的浪涌電流。

5.3 過流保護

峰值電流模式控制提供了固有的過流保護。當峰值電流達到 1.2A（典型值）的電流限制閾值時，低側 FET 關閉，直到下一個時鐘周期才再次開啟。

5.4 欠壓鎖定

當輸入電壓低于 2.2V（典型值）的下降閾值時，設備停止開關并關閉內部 FET，避免在低電壓下工作。

5.5 熱關斷

為了防止過熱和功率損耗造成的損壞，芯片具備熱關斷功能。當結溫超過 150℃（典型值）時，設備關閉；當結溫下降 15℃時，設備自動恢復工作。

5.6 使能與關斷

通過 EN 引腳可以控制設備的開啟和關閉。邏輯信號高于 1.6V 開啟設備，低于 0.4V 關閉設備。EN 引腳集成了內部 500kΩ（典型值）下拉電阻，防止 EN 引腳浮空時設備誤啟動。

六、應用設計要點

6.1 輸出電壓編程

通過連接到 FB 引腳的電阻分壓器來配置輸出電壓，公式為 (V{OUT } = 1.229 V times(frac{R{1}}{R{2}} + 1))，其中 (R{1}) 為上拉反饋電阻，(R{2}) 為下拉反饋電阻，且 (R{2}) 應不小于 10kΩ。

6.2 開關占空比

Boost 轉換器的占空比決定了升壓比，SGM6607A 的最大開關占空比為 95%（典型值），占空比與輸入/輸出電壓的關系為 (D = frac{V{OUT } - V{IN }}{V_{OUT }})。同時，芯片還實現了最小導通時間為 80ns（典型值），在輕載條件下進入脈沖跳頻模式。

6.3 電感選擇

電感是 DC/DC 開關模式電源的關鍵元件，電感的選擇應考慮電感值和飽和電流。一般來說，所選電感應提供的峰 - 峰紋波電流約為滿載和標稱輸入電壓下平均電感電流的 30%，平均電感電流即為輸入電流。推薦的電感值范圍為 6.8μH 至 22μH，電感值低于 6.8μH 可能導致斜率補償不足，從而影響系統穩定性。

6.4 補償電容選擇

SGM6607A 的控制環路補償通過外部完成，在 COMP 引腳連接的串聯 RC 形成極點和零點，結合電流模式控制的固有極點，設置設備的閉環頻率響應。推薦的 (R{COMP}) 和 (C{COMP}) 值分別為 4.99kΩ 和 10nF，(C_{COMP}) 可在 1nF 至 22nF 范圍內調整，以確保穩定運行和可接受的負載瞬態響應。

6.5 肖特基二極管選擇

外部整流二極管的選擇對設備性能至關重要，推薦使用高速、低正向壓降的二極管以提高效率。二極管的平均電流額定值應高于峰值負載，擊穿電壓應高于編程輸出電壓并有一定余量。

6.6 輸入輸出電容選擇

輸出電容決定了輸出電壓紋波和負載瞬態響應，可通過公式 (C{MIN } = frac{I{O} times(V{OUT } - V{CC})}{f × Delta V × V_{OUT }}) 估算所需電容值，推薦的輸出電容范圍為 1μF 至 10μF。輸入電容推薦使用 4.7μF 陶瓷電容，盡可能靠近芯片的 VIN 引腳和 GND 引腳；對于距離輸入源較遠的應用，建議使用 47μF 或更高電容值的電容來抑制線束電感。

七、封裝與訂購信息

八、總結

SGM6607A 作為一款高性能的高壓升壓轉換器，具有寬輸入輸出電壓范圍、高效、集成度高、保護功能完善等優點。在設計過程中，需要根據具體應用場景合理選擇電感、電容、二極管等外圍元件，以確保系統的穩定性和可靠性。希望通過本文的介紹，能幫助電子工程師更好地了解和應用 SGM6607A 芯片。你在使用這款芯片的過程中遇到過哪些問題呢？歡迎在評論區分享你的經驗和見解。