一、簡單介紹

FP6293是一款高效1MHz開關(guān)頻率的升壓DC-DC轉(zhuǎn)換器芯片，內(nèi)置0.14Ω低阻抗功率MOSFET，可提供高達(dá)3.5A的輸出電流。該芯片采用峰值電流模式PWM控制架構(gòu)，輸入電壓范圍2.6-5.5V，輸出電壓最高可達(dá)13V，并可通過外部電阻分壓網(wǎng)絡(luò)靈活調(diào)節(jié)。其特色功能包括0.6V(±2%)精密基準(zhǔn)電壓、內(nèi)部軟啟動(dòng)、過壓保護(hù)(16V)、可調(diào)過流保護(hù)(0.5-3.5A)和過溫保護(hù)(150℃)等多重保護(hù)機(jī)制。采用DFN-8L或SOP-8L(EP)封裝，特別適用于便攜式設(shè)備。

二、封裝及引腳圖介紹

三、功能區(qū)塊圖

1.誤差放大器

功能：比較FB引腳電壓（來自輸出分壓電阻）與內(nèi)部0.6V基準(zhǔn)電壓，生成誤差信號(hào)。動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)PWM占空比以穩(wěn)定輸出電壓。

工作原理：
輸入誤差信號(hào)：
誤差放大器的輸入端通常接收兩個(gè)信號(hào)：一個(gè)是參考信號(hào)，另一個(gè)是反饋信號(hào)。反饋信號(hào)是從系統(tǒng)的輸出端通過某種反饋機(jī)制傳遞回來的信號(hào)，通常用于表示實(shí)際輸出的狀態(tài)。參考信號(hào)則是預(yù)設(shè)的目標(biāo)值或期望的輸出電壓值。
參考信號(hào)（通常是穩(wěn)定的、已知的信號(hào)）設(shè)定了期望的目標(biāo)值。
反饋信號(hào)（通常是從系統(tǒng)輸出回來的）表示實(shí)際的輸出。

誤差信號(hào)：
誤差放大器會(huì)對這兩個(gè)信號(hào)進(jìn)行比較。理論上，如果輸出的反饋信號(hào)與參考信號(hào)相同，則誤差信號(hào)為零，表明系統(tǒng)已經(jīng)穩(wěn)定且輸出符合要求。如果反饋信號(hào)低于或高于參考信號(hào)，誤差放大器會(huì)放大這個(gè)差值，生成一個(gè)誤差信號(hào)。

放大誤差信號(hào)：
誤差放大器的作用是將輸入的誤差信號(hào)進(jìn)行放大。放大后的誤差信號(hào)可以驅(qū)動(dòng)控制系統(tǒng)中的其他部分（如功率級(jí)、調(diào)節(jié)器或驅(qū)動(dòng)器），以調(diào)整系統(tǒng)的輸出，使其朝著參考信號(hào)的方向變化。
反饋調(diào)節(jié)：
通過將誤差信號(hào)放大并送入控制環(huán)路，系統(tǒng)能夠調(diào)整其輸出。例如，在開關(guān)電源中，誤差放大器可以調(diào)節(jié)開關(guān)管的工作狀態(tài)，從而保持輸出電壓的穩(wěn)定。

2.PWM調(diào)制器

功能：

將誤差信號(hào)轉(zhuǎn)換為PWM波形，控制MOSFET開關(guān)。
電流模式控制：疊加電感電流檢測信號(hào)，實(shí)現(xiàn)逐周期限流。
工作原理分析：
振蕩器輸出頻率固定的信號(hào)OSC，經(jīng)過三角波產(chǎn)生電路后變?yōu)轭l率固定的三角波信號(hào)。PWM比較器的正端連接誤差放大器的輸出信號(hào)VTH，負(fù)端連接三角波信號(hào)，比較后輸出一個(gè)方波信號(hào)，該方波信號(hào)的占空比決定了開關(guān)管導(dǎo)通時(shí)間，也就是電感充電時(shí)間。若負(fù)載電流突然增加，輸出電壓隨之下降，反饋電壓減小，此時(shí)誤差放大器的輸出增高，PWM比較器輸出方波信號(hào)的占空比增大，增加電感充電時(shí)間：若負(fù)載電流突然下降，PWM比較器輸出方波信號(hào)的占空比減小，減少電感充電時(shí)間，從而穩(wěn)定輸出電壓。

3.斜率補(bǔ)償

功能：

當(dāng)占空比>50%時(shí)，向電流檢測信號(hào)注入斜坡補(bǔ)償，避免次諧波振蕩。
CCM模式下，當(dāng)占空比超過50%時(shí)，電感電流的上身時(shí)間就超過整個(gè)周期的50%，下降時(shí)間沒有整個(gè)周期的50%。在較短時(shí)間內(nèi)，電流還沒有來得及回到靜態(tài)初始點(diǎn)，下一個(gè)周期就開始了。下一個(gè)周期的初始電路變大了，電感電流更快的上升到了參考點(diǎn)，使得占空比變窄，導(dǎo)致電流下降時(shí)間又變長，下一個(gè)初始電流值又變小，又繼續(xù)導(dǎo)致占空比超過50%。如此循環(huán)往復(fù)。

4.功率MOSFET

參數(shù)：
內(nèi)置0.2Ω，耐壓16V
作用：
高頻開關(guān)（LX引腳）控制電感儲(chǔ)能/釋放能量

5.過流保護(hù)

調(diào)節(jié)方式：通過OC引腳外接電阻設(shè)定限流值觸發(fā)后立即關(guān)閉MOSFET，防止燒毀

6.軟啟動(dòng)

功能：
上電時(shí)逐步釋放PWM占空比，限制浪涌電流。

軟啟動(dòng)功能，就是為開關(guān)電源電路配置一個(gè)最小啟動(dòng)時(shí)間，在啟動(dòng)后能夠使輸出電壓“單調(diào)上升”到目標(biāo)電壓值 ；其目的是，在開關(guān)電源啟動(dòng)時(shí)控制浪涌電流或輸出電壓上升的斜率。為開關(guān)電源配置一個(gè)最小的軟啟動(dòng)時(shí)間，至少可以獲得兩個(gè)好處：

其一，可以有效抑制浪涌電流，以免在啟動(dòng)瞬間對輸出電容充電的電流達(dá)到開關(guān)電源的電流限值，也可減小對開關(guān)電路本身以及后端負(fù)載的電流應(yīng)力，且可減小輸入電壓的跌落 。

其二，配置合理的軟啟動(dòng)時(shí)間，有利于輸出電壓“單調(diào)上升”，而不會(huì)出現(xiàn)抖動(dòng)，這對上電時(shí)序有較高要求的數(shù)字器件尤其是FPGA器件更加重要，因?yàn)橄到y(tǒng)上電時(shí)輸出電壓的抖動(dòng)可能會(huì)導(dǎo)致后端數(shù)字器件或FPGA器件發(fā)生閂鎖效應(yīng)(Latch-up)問題。

四、FP6293實(shí)際應(yīng)用

FP6293是一款高效1MHz升壓DC-DC轉(zhuǎn)換器，集成0.14Ω功率MOSFET，支持3.5A輸出電流和最高13V輸出電壓。芯片內(nèi)置精密0.6V基準(zhǔn)、軟啟動(dòng)和多重保護(hù)電路（OVP/OCP/OTP），采用峰值電流模式控制確保穩(wěn)定性。其緊湊的DFN-8L/SOP-8L封裝和簡潔外圍設(shè)計(jì)，特別適合便攜設(shè)備、LCD驅(qū)動(dòng)等需要高效率和小尺寸的電源應(yīng)用，是高性能升壓轉(zhuǎn)換的理想解決方案。

審核編輯 黃宇