启攀CP2121datasheet

CP2121数据手册2011年12月V1.31版权所有©2011启攀微电子（上海）有限公司第1页共13页1MHz异步升压型稳压器特性y效率可高达90%y内置软启动功能，限制启动时浪涌电流y1MHz开关频率y1.21V反馈电压y外部电阻设定输出电压y芯片电源输入电压范围2.7~5.5Vy电感端输入电压范围2.7～30Vy昀大输出电压40Vy开关管限流1200mAy3.6V输入，18V输出可驱动140mA负载y内置过流保护，过热保护y极小EMIy过压保护外部可调（25V～40V）y待机电流：＜1μAy采用纤小的SOT23-6L封装应用yLCD偏置电压yOLED供电yLED驱动yBOOST系统yxDSL电源y单节锂电升压系统描述CP2121是一款采用恒定频率内部补偿电流模架构异步升压型开关稳压器。内部集成有1A、40V的开关管。该架构使得系统具备优异的瞬态特性以及较小的纹波。1MHz的工作频率允许使用小型电感和电容。能从3.6V电源端产生500mA、5V恒压，也能从5V电源端产生300mA、12V恒压。CP2121内置软启动功能，限制启动时的浪涌电流。内置过流和过热保护，增强了应用的安全性。CP2121采用纤小的SOT23-6L封装。SOT23-6L-40℃～85℃CP2121数据手册2011年12月V1.31版权所有©2011启攀微电子（上海）有限公司第2页共13页引脚分布图图1CP2121封装引脚图典型应用图2CP2121应用图1图3CP2121应用图注：OVP悬空，无过压保护功能；OVP直接连接输出电容，对应25V过压保护点；OVP和输出电容串联300k电阻,对应40V过压保护点。CP2121数据手册2011年12月V1.31版权所有©2011启攀微电子（上海）有限公司第3页共13页订购信息芯片型号工作频率工作温度范围封装形式RoHS器件标记发货形式CP2121ST-B21MHz-40℃～85℃SOT23-6L是B21LL注3000Pcs/盘CP2121ST-A11.4MHz-40℃～85℃SOT23-6L是B21LL注3000Pcs/盘注：LL为lotnumberCP2121PackageTypeST:SOT23-6LChipVersionA1,B2极限工作条件*参数范围VIN对地电压-0.3V~6VSW，OVP对地电压-0.3V~45VSHDN，FB对地电压-0.3V~6V昀大连续功耗（TA=25℃）0.45W工作环境温度范围-40℃~85℃SOT23-6L封装热阻θJA220℃/W昀大结温125℃贮存温度范围-65℃~150℃焊接温度（焊接时间10秒）260℃ESD参数人体模型（100pF电容，串联1.5KΩ）2000VLatch-up200mA*注意：如果器件工作条件超过上述各项极限值，可能对器件造成永久性损坏。上述参数仅是工作条件的极限值，不建议器件工作在推荐工作条件以外的情况。器件长时间工作在极限工作条件下，其可靠性可能受到影响。推荐工作条件参数范围电源电压VIN2.7V~5.5V工作结温-40℃~125℃CP2121数据手册2011年12月V1.31版权所有©2011启攀微电子（上海）有限公司第4页共13页SW，OVP管脚0～40VCP2121数据手册2011年12月V1.31版权所有©2011启攀微电子（上海）有限公司第5页共13页电气特性测试条件：VIN=3.6V,TA=25,L1=10℃μH,COUT=1μF（除非另有说明）参数条件昀小值典型值昀大值单位工作电压范围VIN处耐压（不代表电感输入电压）2.75.5V系统输入电压范围电感一端输入电压（不代表VIN处）2.730V反馈电压工作时FB引脚电压1.171.211.25VOVP引脚直接接VOUT25V过压保护电压OVP引脚通过300k电阻接VOUT40VVFB=1.0V(switching)1.6mAVFB=1.4V(notswitching)380μA芯片电流VSHDN=0V0.11μA开关管限流ISWMAX100012001400mA系统开关频率开关电源工作频率0.811.2MHz系统开关昀大占空比开关电源能提供的昀大占空比869094%开关漏电流VSHDN=0V,VSW=5V0.11μASHDN高电平1.4VSHDN低电平0.4V过热保护温度160℃过热保护回滞温度11℃CP2121数据手册2011年12月V1.31版权所有©2011启攀微电子（上海）有限公司第6页共13页引脚定义序号名称说明1SW开关引脚，外部连接电感和肖特基管，设计时应注意昀大限度的缩小该引脚连线的长度以降低EMI。2GND接地引脚。3FB反馈电压引脚。电压为1.21V，外接电阻分压网络设定输出电压。4SHDN使能引脚，内置400KΩ的下拉电阻。该引脚电压高于1.4V，器件开始工作，低于0.4V，器件进入关闭状态。5OVP过压保护引脚，接VOUT电容判断是否过压，默认过压阈值25V，也可在VOUT和OVP之间接电阻，调整过压保护电压值。6VIN芯片工作电压引脚。必须加1μF或以上的低ESR输入电容，加在该引脚的电压不可超过5.5V。该电压并不一定需要接驳电感作为BOOST的输入电压。CP2121数据手册2011年12月V1.31版权所有©2011启攀微电子（上海）有限公司第7页共13页典型工作特性曲线注：除非另有说明，VIN=3.6V,TA=25,℃L1=10μH,COUT=4.7μFBoostEfficiencyVS.LoadCurrent1176118411921200120812161224-50-250255075100125FBVoltageVS.TemperatureEfficiency(%)LoadCurrent(mA)FBVoltage(mV)Temperature(℃)0.80.850.90.951.01.051.1-50.0-25.00.025.050.075.0100.0125.0Temperature(℃)SwitchingFrequencyVS.TemperatureFrequency(MHz)0.80.850.90.951.01.051.13.03.54.04.55.05.5Frequency(MHz)InputVoltage(V)SwitchingFrequencyVS.VINVoltage250300350400450500-50.0-25.00.025.050.075.0100.0125.0QuiescentCurrentVS.TemperatureQuiescentCurrent(μA)QuiescentCurrentVS.VINVoltage250300350400450500QuiescentCurrent(μA)3.03.54.04.55.05.5InputVoltage(V)Temperature(℃)505560657075808590951101001000VOUT=5VVOUT=18VVIN=3.6VCP2121数据手册2011年12月V1.31版权所有©2011启攀微电子（上海）有限公司第8页共13页注：除非另有说明，VIN=3.6V,TA=25,℃L1=10μH,COUT=4.7μFStartup100μs/divSHDN2V/divVOUT10V/divShutdown100μs/divOVP100ms/divVOUT10V/divOVPatStartup200μs/divVOUT10V/divNormalOperation700ns/divSW10V/divNormalOperation700ns/divIIN200mA/divIIN200mA/divIL100mA/divIIN200mA/divSHDN2V/divVOUT10V/divIIN200mA/div33V20mAloadSW5V/divIL100mA/div33V20mAload33V20mAload10V100mAloadCP2121数据手册2011年12月V1.31版权所有©2011启攀微电子（上海）有限公司第9页共13页功能方框图图4CP2121功能方框图工作原理CP2121是一种恒定频率的电流模式控制的BOOST型DC/DC转换器，可以提供优秀的电压和负载调节能力。CP2121的工作原理参考上面的功能方框图。CP2121具备一个内置的1MHz的振荡器，在每个振荡周期的起始，RS触发器被置位，开关管导通。一个采样管采样开关管的电流，并且把与电流成比例的电压反馈回去与斜坡发生器产生的斜坡电压相叠加，然后这个电压被送到比较器A2的正端。A2的负输入端的电压是来自于反馈电压FB与内部的基准电压1.21V之差的放大信号，并且为了环路稳定，该信号经过内部的RC和CC的补偿处理。误差放大器A1在整个环路的稳定中起到了重要的作用，如果反馈电压比较低，误差放大器的输出电压增大，将导致开关管开启的时间更长，有更多的电流被传递至输出端，如果反馈电压较高，误差放大器的输出电压减小，将导致开关管的开启时间变短，将会有更少的电流被传递至输出端。应用信息外围器件选择电感推荐采用铁氧体磁芯电感器以获得昀佳效率，因为1MHz下的铁氧体磁芯损耗会大大低于较便宜的粉末铁芯类的存好。确保电感器具有较低的DCR（铜线电阻）以减少功耗。对于大多数设计，一个2.2μH或10μH电感可以满足多数应用。电流纹波由如下公司得到（忽略开关损耗和二极管压降）。更大的电感可以获得更小的纹波电流。轻载或较小的电感会导致系统进入非连续模式。CP2121数据手册2011年12月V1.31版权所有©2011启攀微电子（上海）有限公司第10页共13页)D1(DfLVIOUTL−=Δ电容输入电容CIN需要一个具备大的RMS*电流的电容。以避免在输入端发生大的电压瞬变。一个1μF到4.7μF的输入电容是合适的。输出电容COUT主要影响输出纹波，一个1μF到10μF的输出电容是合适的。ESR2ID1IVLOOUT⋅⎟⎠⎞⎜⎝⎛Δ+−=Δ更小的ESR可以获得更小的输出电压纹波。输入输出电容都建议采用低ESR的X5R和X7R的陶瓷电容，在高温环境下一定要选取X7R电容。输入电容耐压值要大于输入电压，输出电容耐压值要达到OVP设定值，无OVP应用中要超过正常工作时的输出电压值。二极管建议采用一个肖特基二极管，其过电流能力要超过引起输出纹波公式中括号里的电流值。其耐压能力要超过OVP设定值，在无OVP应用中要超过正常工作时的输出电压。输出电压设定外部分压电阻设定输出电压，R1为VFB到GND间的电阻，R2为VOUT到VFB之间的电阻。太小的电阻会增大流经分压电阻的电流，降低轻负载时的效率；太大的电阻会导致FB节点受带SW节点的干扰而使系统不稳定。通常它们的阻值取kΩ级。VOUT=1.21（1+R2/R1）昀大输出功率速算在选择合适的外围器件情况下。昀大输出功率=0.7A×输入电压。电流损耗在CP2121电路中，电流损耗来源于三个主要因素：静态电流，开关管驱动电流和开关管的I2R损耗。在低负载情况下，效率损失主要是由静态电流和开关管驱动电流产生；而在中高负载情况下，效率损失主要由I2R损耗造成。过压保护控制过压保护OVP能保护输出不出现过高的电压，OVP引脚电压一旦达到25v，系统即关闭。通过在OVP引脚和输出电容串接电阻，可调节输出电压VOUT的保护电压值，接300k电阻对应VOUT过压保护电压为40V（由于SW端耐压为45V，禁止保护电压超过42V），每100k电阻对应5V电压。见如下具体描述：表1OVP电阻设置Rovp(Ω)悬空（NC）0k100k200k300kOVPPoint(V)无OVP功能25303540CP2121数据手册2011年12月V1.31版权所有©2011启攀微电子（上海）有限公司第11页共13页电路板布局考虑与所有的开关稳压器一样，必须格外注意PCB的布置和元件布局。SW引脚的电压信号具有陡峭的上升沿和下降沿。应昀大限度的缩短所有连接至SW引脚连线的长度和面积,电感和肖特基二极管尽可能的