主要特點

MIC68200是一種低壓差線性穩(wěn)壓器IC。該IC主要特點：有輸出固定電壓（1.2V、1.5V、1.8V等固定電壓）及輸出電壓可設定的品種；多個MIC68200可組成主、從電源系統，實現主、從電源輸出電壓的排序及跟蹤的要求；輸入電壓范圍1.65～5.5V；輸出可設定的電壓范圍0.5～5.0V；輸出固定電壓的電壓精度典型值為±1.0%（最大值為±2%）；可輸出最大峰值電流為2A，連續(xù)輸出電流可達1A，以滿足上電時高電流的要求；低壓差，輸出1A時的典型壓差值為500mA；有關閉電源控制，在關閉狀態(tài)時耗電0.01μA（典型值）；有較好的電壓調整率及負載調整率；內部有過熱關閉及過流限制保護；小尺寸薄型10引腳MLF封裝（0.85mm×3 mm×3 mm）；工作結溫范圍-40℃～+125℃。

圖1

引腳排列及功能

MIC68200的引腳排列如圖1所示，各引腳功能如表1所示

主要參數

MIC68200的主要參數：輸入電壓范圍1.65～5.5V；EN端輸入電壓范圍0～V _IN（EN高電平電壓大于1.0V），關閉電源時EN為低電平（電壓小于0.2V），斜坡控制電壓V _RC=0～5.5V；輸出電壓精度在±2%內（典型值為±1%）；輸出電壓負載調整率0.3%（典型值），電壓調整率0.06%（典型值）；壓差500mV/A（最大值）；地電流在輸出1A時的典型值 為15mA，關閉電源時耗電典型值為 0.01μA；內部電流限制為3.4A；POR端輸出低電平時是輸入欠壓狀態(tài)，低電平電壓為60mV(典型值)；輸出電壓在上電時比正常電壓低10%之內（上升），關斷時，比正常電壓低12.5%（下降）時輸出高電平；固定輸出器件，其跟蹤精度為10mV。

典型應用電路

1 固定輸出與輸出可設定的基本電路

圖2

圖3

固定輸出的基本電路如圖2所示。采用MIC68200-1.8YML（型號中-1.8表示輸出固定的1.8V電壓，YML是型號的后綴），輸出1.8V。ADJ/SNS端與OUT端連接，RC端及Delay端不用，可懸空；V _IN端加上3.3V輸入電壓，當EN端輸入高電平（>1V）時，電源輸出1.8V。當V _OUT的輸出電壓大于90%×1.8V時，POR端輸出高電平（上電復位信號）；若EN端輸入低電平（<0.2V）,電源被關閉，POR輸出低電平。若輸入電壓V _IN欠壓，使輸出電壓V _OUT低于額定電壓87.5%時，POR端輸出低電平。

圖中，47kΩ是開漏輸出的上拉電阻，C _IN是輸入電容（0.1μF），C _OUT是輸出電容（4.7μF），一般采用介質材料為X7R或X5R的貼片式多層陶瓷電容器（MLCC）。輸出電壓可設定的基本電路如圖3所示（其型號為MIC68200YML）。輸出電壓VOUT與外接電阻分壓器R1、R2的關系為V _OUT=0.5V[1+(R1/R2)]式中，0.5V是內部的基準電壓。

由于ADJ/SNS端的輸入阻抗極高，所以R1、R2可采用阻值較大的電阻（R1、R2≤1M）。當R1>50kΩ時，需在R1上并聯1個0.1μF（CFF）的電容，以避免由于相位滯后而產生不穩(wěn)定。一般設R1=10kΩ,已知V _OUT值后可求出R2值。例如V _IN=3.3V, R1= 10kΩ,R2=2.5kΩ時，V _OUT為：V _OUT=0.5V[1+(R1/R2)]=0.5V[1+(10k/ 2.5k)]=2.5V可設定輸出電壓范圍是 0.5～5.0V，輸入電壓V _IN一般取V _OUT+1V左右。

2 主從電源排序電路

圖4是一種主從電源排序電路。輸入電壓V _IN=3.3V，主電源輸出電壓V ^_OUT1=1.8V，從電源輸出電壓V _OUT2=1.5V。在排序上要求從電源后上電、先斷電，如圖5中的V _OUT1及V _OUT2的電壓波形圖所示（在圖5中，主電源的有關參數后加1，從電源的有關參數后加2）。

電源要求的排序是由主、從電源的Delay端設置延遲電容C _DLY來實現的。在圖4中，主電源的Delay端外接C _DLY1=10nF到地。從電源的Delay端外接C _DLY2=1nF到地。器件內部有1個±1μA的雙向電流源，在上電時，電流源向C _DLY充電到一定電壓，產生T _POR的延遲時間；在關斷時，C _DLY上的電壓向電流源放電到一定電壓，產生T _SHDN延遲時間。充電、放電的電流是相同的，所以T _POR=TSHDN。其延遲時間與C _DLY的關系為：T _POR=T _SHDN=1.13(C _DLY/Μa)

延遲時間的單位與電容的單位有關，如表2所示。

圖4

圖5

圖6

例如，主電源為Delay端外接C _DLY1=10nF，則其T _POR及T _SHDN為T _POR=T _SHDN=1.13(10Nf/1μA)=11.3ms
從圖4、圖5中可以看到：由于從電源的EN端接在主電源的POR端，所以在主電源上電往T _POR1延遲后從電源才上電；在EN1為低電平時，由于主電源的C _DLY1大于從電源的C _DLY2，所以T _SHDN1>T _SHDN2，這樣使從電源先關斷而主電源后關斷，而主電源后關斷，實現了電源排序的要求。

一種典型的排序電路如圖6所示，它由固定輸出1.8V的主電源及1.2V從電源組成。該電源給帶內核的微處理器（μP）供電：主電源給I/O端口供電；從電源給內核供電。另外，從電源的POR端給μP提供上電復位信號。

主、從電源的Delay端外接的延遲電容器C _DLY M及C _DLY S（符號中M表示主電源，S表示從電源）的電容量不同時，其排序不同。圖7中，C_DLYM= 1nF，C_DLYS=2nF，是主電比從電源先關斷的排序；在圖8中；C _DLY M=2nF,C _DLY S=1nF,是主電源比從電源后關斷的排序。

圖7

圖8

3 斜坡升壓與斜坡降壓電路若在MIC68200的RC端連接一個電容（C _RAMP）到地，內部的雙向電流源（±1μA）在上電時給C _RAMP充電，在關斷時C _RAMP上的電壓經電流源放電，使輸出電壓在上電及關斷時電壓形成斜坡，如圖9所示。

圖9

從零電壓上升到額定電壓的時間（即斜坡上升時間）T _SLEW及斜坡下降時間T _DOWN與C _RAMP的關系如下：

在固定輸出的電源時，T _SLEW=V _OUT(C _RAMP/μA)在輸出電壓可設定的電源時，T _SLEW=0.5VC _RAMP/μA）
例如，在固定輸出1.8V電源中，若C _RAMP=5.6nF，則T _SLEW=10.08ms（計算值），約10ms。若在輸出可設定的電路中，要求T _SLEW=10ms時，則C _RAMP要求20nF。

當EN端為低電平時，C _RAMP上電壓放電，輸出電壓斜坡下降，其斜坡下降時間T _DWON的計算公式與POR上電延遲的時間計算公式相似，僅用C _RAMP換C _DLY，公式如下：T _DOWN=1.13(C _RAMP/μA)一種帶有斜坡升、降壓的電源排序電路如圖10所示。

圖10

4 電源跟蹤電路

電源跟蹤有兩種：正常跟蹤與比例跟蹤（Ratiometric Tracking）。分別介紹如下。

①正常跟蹤

正常跟蹤時，從電源的RC端由主電源的輸出電壓來驅動。內部的控制緩沖器保證從電源的輸出電壓常稍高于主電源的輸出電壓，以保證從電源正確地調節(jié)。如果主、從電源都是固定輸出電源，其電路如圖11所示。從圖11中的電壓波形圖可清楚地看到主、從電源在上電及斷電時，兩電壓跟蹤的情況（上升的斜率與下降的斜率基本一樣）。

圖11

圖12

如果主、從電源都由輸出可設定的電源組成，則控制從電源RC端的電壓經分壓器分壓后輸入，主電源的分壓電壓等于從電源輸出電壓；若主、從電源輸出電壓相同，則VCR電壓高于從電源輸出電壓2%～4%。一種由兩個輸出可設定的MIC68200組成的主、從電源跟蹤電路如圖12所示。主電源輸出電壓 V _OUT1 = 2.5V，從電源輸出電壓V _OUT2=0.7V。從電源的RC端與V _OUT1的分壓器相連接。VRC可從圖12中的分壓器計算出：VRC=V _OUT2。從圖12的電壓波形圖中可看出：V _OUT1及V _OUT2在上電及斷電時其斜率基本相同，實現了電源的跟蹤。

②比例跟蹤

比例跟蹤時，主、從電源上電關斷時斜率并不相同，但要求上電時V _OUT1與V _OUT2達到額定電壓的時間相同，斷電時降到零時間要相同。在由兩個固定輸出電源組成的電源時，為達到比例跟蹤，從電源的RC端由主電源輸出電壓的分壓器來控制，其VRC的電壓要求為V _RC=90%×V _OUT2

圖13是一種由兩個固定輸出電源組成的比例跟蹤電路。輸入電壓V _IN= 2.5V主電源輸出電壓V _OUT1=1.8V,從電源輸出電壓V _OUT2=1.2V，從電源RC端控制電壓V _RC為V _RC=90%×V _OUT2=1.2V×0.9= 1.08V

圖13

圖14

圖13中，V _OUT1的分壓器由1kΩ及15kΩ電阻組成，其分壓器的電壓就是1.08V。從圖13的電壓波形圖中可清楚地看到，V _OUT1及V _OUT2在上電及斷電時，到達額定電壓的時間及斷電時降到零電壓的時間是相同的。

一種由兩個可設定輸出電源組成的主、從電源比例跟蹤電路如圖14所示。主、從電源的輸入電壓IN=3.3V，主電源輸出電壓V _OUT1=2.5V，從電源輸出電壓V _OUT2=1.8V。在主電源中用一個C _RAMP=3nF的電容器實現比例跟蹤，從電源的RC端與主電源的RC端連接在一起，即可實現。從圖14中可清楚看到上電及斷電時，主從電源的V _OUT1及V _OUT2實現比例跟蹤的情況。

作者：北京航空航天大學 方佩敏