Vishay SiP12107/SiP12108同步降壓調(diào)節(jié)器評(píng)測(cè)及應(yīng)用指南

在電子設(shè)計(jì)領(lǐng)域，電源管理芯片的性能往往決定了整個(gè)系統(tǒng)的穩(wěn)定性和效率。Vishay的SiP12107和SiP12108同步降壓調(diào)節(jié)器，憑借其出色的性能和豐富的特性，成為眾多應(yīng)用場(chǎng)景中的理想選擇。今天，讓我們深入了解這兩款芯片以及對(duì)應(yīng)的演示板（SiP12107DB和SiP12108DB）。

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芯片概述

SiP12107和SiP12108是高頻電流模式恒定導(dǎo)通時(shí)間（CM - COT）同步降壓調(diào)節(jié)器，集成了高端和低端功率MOSFET。SiP12107能夠提供3A的連續(xù)電流，而SiP12108則可提供5A的連續(xù)電流，開關(guān)頻率高達(dá)4MHz。它們可以在2.8V至5.5V的輸入電壓下，將輸出電壓調(diào)節(jié)至低至0.6V，適用于計(jì)算、消費(fèi)電子、電信和工業(yè)等多種領(lǐng)域。

特性亮點(diǎn)

1. 寬輸入輸出范圍：2.8V - 5.5V的輸入電壓范圍和可調(diào)至0.6V的輸出電壓，能滿足多種應(yīng)用需求。
2. 高效性能：高達(dá)95%的峰值效率，有助于降低功耗。
3. 快速瞬態(tài)響應(yīng)：CM - COT架構(gòu)提供超快速的瞬態(tài)響應(yīng)，同時(shí)在輕負(fù)載下具有良好的紋波調(diào)節(jié)能力。
4. 穩(wěn)定性好：可與任何類型的電容器配合使用，無需外部ESR網(wǎng)絡(luò)即可保證環(huán)路穩(wěn)定。
5. 保護(hù)功能齊全：具備輸出過壓保護(hù)（OVP）、輸出欠壓保護(hù)（UVP）、熱關(guān)斷（OTP）等多種保護(hù)功能。不過，SiP12108A版本沒有UVP功能。
6. 模式可選：支持可選的節(jié)能（PSM）模式或強(qiáng)制連續(xù)模式，可根據(jù)實(shí)際需求靈活選擇。
7. 高精度：輸出電壓設(shè)置精度達(dá)到±1%。

演示板使用說明

上電操作

要開啟演示板，只需在VIN和EN引腳之間施加2.8V至5.5V的電壓，此時(shí)板子將以PWM模式啟動(dòng)，輸出電壓預(yù)設(shè)為1.8V。若要禁用該芯片，將EN引腳接地即可。若想進(jìn)入節(jié)能模式，將AUTO引腳接地，這樣在輕負(fù)載時(shí)可通過降低開關(guān)頻率來提高效率，隨著負(fù)載增加，頻率會(huì)逐漸升高直至達(dá)到標(biāo)稱設(shè)定頻率（預(yù)設(shè)約為1MHz）。通過PGOOD引腳可以監(jiān)測(cè)PGOOD指示燈的狀態(tài)。

規(guī)格參數(shù)

• 輸入電壓：2.8V - 5.5V
• 輸出電壓：0.6V - 3.3V
• 輸出電流：SiP12107為0A - 3A，SiP12108/SiP12108A為0A - 5A

連接與測(cè)試點(diǎn)

• 電源測(cè)試點(diǎn)：VIN（J1）和GND（J4）用于連接2.8V - 5.5V的輸入電壓源；VOUT（J2）和GND（J3）用于連接負(fù)載，但負(fù)載電流不能超過芯片的最大電流。
• 信號(hào)和測(cè)試引腳：MODE（J5）連接到GND可在輕負(fù)載時(shí)啟用節(jié)能模式；PGOOD（J6）在FB引腳閾值電壓達(dá)到或VOUT達(dá)到調(diào)節(jié)值時(shí)變?yōu)楦唠娖?；EN（J7）連接到VIN啟用芯片，連接到GND則禁用芯片。

常見調(diào)整

輸出電壓調(diào)整

演示板默認(rèn)輸出電壓為1.8V。若需要不同的輸出電壓，可根據(jù)相應(yīng)公式改變Vout的值并求解R7。

開關(guān)頻率改變

開關(guān)頻率與導(dǎo)通時(shí)間、VIN、VOUT和RON值有關(guān)。通過設(shè)置導(dǎo)通時(shí)間，可根據(jù)公式計(jì)算出偽恒定頻率。

輸出紋波電壓

輸出紋波電壓可在J2和J3之間測(cè)量，但使用尖端和桶形測(cè)量效果更好，因?yàn)榧y波通常非常小。一般來說，輸出紋波電壓設(shè)置為輸出電壓的3% - 5%，對(duì)于全陶瓷輸出解決方案，輸出紋波可以非常小。SiP12107/SiP12108作為電流模式COT控制器，不存在電壓模式COT控制器在全陶瓷解決方案中的穩(wěn)定性問題。

元件選擇

輸入電容器

輸入電容器采用大容量電容器和陶瓷電容器的組合，以滿足成本、RMS電流、ESR、輸入電壓紋波要求以及轉(zhuǎn)換器對(duì)瞬時(shí)能量和濾波的需求。

電感器選擇

根據(jù)VIN、VOUT、SW、滿載電流以及選擇的紋波電流百分比（通常為滿載電流的20% - 50%），可以計(jì)算出所需的電感值。同時(shí)，除了電感值外，DCR和飽和電流也是關(guān)鍵參數(shù)。DCR會(huì)導(dǎo)致I2R損耗，降低系統(tǒng)效率并產(chǎn)生熱量；飽和電流必須高于最大輸出電流加上1/2的紋波電流。演示板采用了Vishay IHLP1616系列電感器，該系列電感器具有出色的飽和水平。

輸出電容器

選擇陶瓷電容器是為了展示SiP12107/SiP12108電流模式恒定導(dǎo)通時(shí)間控制器相對(duì)于電壓模式控制器的優(yōu)勢(shì)，后者需要最小輸出紋波電壓才能穩(wěn)定運(yùn)行。

總結(jié)

Vishay的SiP12107和SiP12108同步降壓調(diào)節(jié)器及其演示板為電子工程師提供了一個(gè)高效、穩(wěn)定且易于使用的電源解決方案。在實(shí)際設(shè)計(jì)中，合理選擇元件并進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整，能夠充分發(fā)揮這兩款芯片的性能優(yōu)勢(shì)，滿足各種應(yīng)用場(chǎng)景的需求。大家在使用過程中，是否遇到過類似芯片的應(yīng)用難題呢？歡迎在評(píng)論區(qū)分享交流。