靜態(tài)電流極小的電壓調(diào)整器件MIC5236及其應(yīng)用

摘要：摘要：MIC5236系列器件是Micrel公司2000年剛剛推出的直流電壓調(diào)整器件，它的靜態(tài)電流極低且輸入電壓范圍很寬，片內(nèi)帶有限流和過(guò)壓關(guān)斷及熱關(guān)斷功能，可進(jìn)行短路保護(hù)和電匯池極性反接保護(hù)，本文介紹了MIC5236系列器件的性能、特點(diǎn)和內(nèi)部結(jié)構(gòu)，并給出了它的典型應(yīng)用電路。

關(guān)鍵詞：電源器件 電壓調(diào)整器 反向保護(hù) MIC5236

1 概述

MIC5236系列器件是Micrel公司2000年3月份剛剛推出的一種靜態(tài)電流極低的電壓調(diào)整器，當(dāng)輸入電壓高達(dá)30V時(shí)，其靜態(tài)電流僅為20μA，因而是高電壓電池供電系統(tǒng)理想的電源電壓調(diào)整器件。MIC5236的輸出電流為150mA，而其下降關(guān)斷電壓僅為300mV。并且能夠承受-20～+60V瞬時(shí)輸入電壓的沖擊。與其它μCap LDO器件一樣，MCI5236的連接方法亦十分簡(jiǎn)單，用戶只需在器件的輸入端接上一只陶瓷或鉭電容，并在輸出端接上1μF的小電容器，即可獲得非常穩(wěn)定的輸出電壓。MIC5236具有一個(gè)與邏輯電平兼容的使能輸入端，可以用來(lái)進(jìn)行電壓故障指示。另外，該器件還具有限流、過(guò)壓和過(guò)熱關(guān)斷功能?？梢栽谪?fù)載出現(xiàn)開(kāi)路、短路以及電池極性反接時(shí)對(duì)器件進(jìn)行有效的保護(hù)。

MIC5236系列器件具有2.5V、3.0V、3.3V和5.0四種輸出電壓，每一種輸出電壓都有兩種不同的封裝形式，因此，MIC5236系列器件共有8種型號(hào)，表1列出了這8種型號(hào)的不同輸出電壓和封裝形式。

表1 MIC5236系列的器件型號(hào)

MIC5236的主要特點(diǎn)如下：

●靜態(tài)電流極低；

●輸入電壓范圍寬；

●下降關(guān)斷電壓低，50mA輸出電流時(shí)為230mV；150mA輸出電流時(shí)為300mV；

●具有2.5V、3.0V、23.3V、5.0V五種電壓輸出；

●穩(wěn)定輸出電壓精度為1%；

●利用陶瓷或鉭電容可使輸出更加穩(wěn)定；

●可承受-20～+60V瞬時(shí)輸入電壓沖擊；

●具有與邏輯電平完全兼容的輸入使能；

●帶低電壓輸出指示；

●具有過(guò)流保護(hù)和熱關(guān)斷功能；

●具有電流反向保護(hù)和電池性反接保護(hù)功能；

●采用高耐壓的8腳SOIC和8腳MSOP兩種封裝形式。

2 功能、參數(shù)與原理

2.1 引腳功能

MIC5236的引腳排列昭圖1所示，以下是各引腳的功能說(shuō)明。

ERR（1腳）：失效輸出端。當(dāng)OUT端的輸出電壓在其標(biāo)稱輸出的基礎(chǔ)上降低5%或更多時(shí)，ERR端打開(kāi)。

IN（2腳）：電源電壓輸入端。如有必要，可在該接接一小型表面貼裝的陶瓷電容作旁路，這在輸入電壓質(zhì)量不高或者非電池供電的場(chǎng)合尤為重要。如果輸入電壓的紋波較大，可以選用容量較大的電容器。

OUT（3腳）：標(biāo)準(zhǔn)電壓輸出引腳。

EN（4腳）：使能輸入端。該腳為低電平時(shí)，器件的靜態(tài)電流可降至0.1μA以下；而當(dāng)輸入電壓為2V時(shí)，MIC5236的最大偏置電流為2μA.在EN端和VIN之間接一個(gè)上接電阻，可以使EN端維持2V的使能輸入電壓。

GND（5～8腳）：接地引腳。

2.2 電氣參數(shù)

應(yīng)當(dāng)注意：在長(zhǎng)時(shí)間處于極限參數(shù)時(shí)可能使器件損壞。以下是MIC5236的極限參數(shù)：

●最大輸入電壓：-20V～+60V；

●結(jié)溫：+150℃；

●儲(chǔ)存溫度：+65℃～+150℃；

●焊接溫度：（5s）260℃

MIC5236的正常工作參數(shù)如下：

●輸入電壓：+2.3V～+30V;

●工作溫度范圍：-40℃～+85℃；

●結(jié)溫：-40℃～+125℃；

●熱阻：MSOP封裝時(shí)：80℃/W；

SOIC封裝時(shí)：63℃/W。

2.3 工作原理

MIC5236內(nèi)含一個(gè)差分放大器和比較器，由內(nèi)部參考電壓源為差分放大器和比較器提供參考輸入信號(hào)。MIC5236的內(nèi)部原理如圖2所示。在器件OUT端輸出正常工作電壓時(shí)，片內(nèi)比較器取自O(shè)UT端的同相輸入與片內(nèi)參考源提供的反相輸入達(dá)到差分平衡，因此，ERR端輸出為零。然而，如果出現(xiàn)過(guò)載而使輸出電流增大（超過(guò)電流門限）、輸入電壓過(guò)低或片內(nèi)溫度過(guò)高等情況，那么，器件將使能EN端，并在OUT端得到反應(yīng)而使輸出電壓發(fā)生變化，從而打破比較器的輸入平衡并使其具有一定的輸出。

3 典型應(yīng)用

MIC5236系列電壓調(diào)整器件以其極低的靜態(tài)電流和很寬的輸入電壓范圍而被廣泛用于筆記本電腦和便攜式個(gè)人計(jì)算機(jī)的電源系統(tǒng)、汽車電子、電池電源系統(tǒng)以及需要用高壓電池來(lái)提供邏輯電平信號(hào)的應(yīng)用系統(tǒng)。圖3是MIC5236的典型應(yīng)用電路。

圖3中，在輸入端與EN端接一個(gè)200kΩ的上接電阻REN是為了使EN端維持2.0V的使能電壓，以保證器件能在系統(tǒng)出現(xiàn)負(fù)載過(guò)載、輸入過(guò)壓或溫度過(guò)高等異常情況時(shí)對(duì)器件進(jìn)行有效地控制。而輸入端與ERR端200kΩ的反饋電阻Rf的主要任務(wù)是避免輸出振蕩，排除從低電壓到高電壓的緩慢變化。二極管的作用是使MIC5236對(duì)系統(tǒng)的控制更加可靠。

如果輸入電壓不是利用電池來(lái)提供，或者輸入電壓的質(zhì)量不高，則應(yīng)該在輸入端接上一個(gè)旁路電容，可選用鉭電容或小型SMT陶瓷電容，若輸入電壓的紋波較大，旁路電容的容量可以選大一點(diǎn)。

由于MIC5236已經(jīng)在內(nèi)部采用了獨(dú)特的設(shè)計(jì)，因此，輸出電容COUT只要一般的1μF的薄膜或陶瓷電容就能保證輸出的穩(wěn)定。