静态电流极小的电压调整器件MIC5236及其应用

    摘要：摘要：MIC5236系列器件是Micrel公司2000年刚刚推出的直流电压调整器件，它的静态电流极低且输入电压范围很宽，片内带有限流和过压关断及热关断功能，可进行短路保护和电汇池极性反接保护，本文介绍了MIC5236系列器件的性能、特点和内部结构，并给出了它的典型应用电路。

    关键词：电源器件  电压调整器  反向保护  MIC5236

1 概述

    MIC5236系列器件是Micrel公司2000年3月份刚刚推出的一种静态电流极低的电压调整器，当输入电压高达30V时，其静态电流仅为20μA，因而是高电压电池供电系统理想的电源电压调整器件。MIC5236的输出电流为150mA，而其下降关断电压仅为300mV。并且能够承受-20～+60V瞬时输入电压的冲击。与其它μCap LDO器件一样，MCI5236的连接方法亦十分简单，用户只需在器件的输入端接上一只陶瓷或钽电容，并在输出端接上1μF的小电容器，即可获得非常稳定的输出电压。MIC5236具有一个与逻辑电平兼容的使能输入端，可以用来进行电压故障指示。另外，该器件还具有限流、过压和过热关断功能。可以在负载出现开路、短路以及电池极性反接时对器件进行有效的保护。

    MIC5236系列器件具有2.5V、3.0V、3.3V和5.0四种输出电压，每一种输出电压都有两种不同的封装形式，因此，MIC5236系列器件共有8种型号，表1列出了这8种型号的不同输出电压和封装形式。

表1 MIC5236系列的器件型号

    MIC5236的主要特点如下：

    ●静态电流极低；

    ●输入电压范围宽；

    ●下降关断电压低，50mA输出电流时为230mV；150mA输出电流时为300mV；

    ●具有2.5V、3.0V、23.3V、5.0V五种电压输出；

    ●稳定输出电压精度为1%；

    ●利用陶瓷或钽电容可使输出更加稳定；

    ●可承受-20～+60V瞬时输入电压冲击；

    ●具有与逻辑电平完全兼容的输入使能；

    ●带低电压输出指示；

    ●具有过流保护和热关断功能；

    ●具有电流反向保护和电池性反接保护功能；

    ●采用高耐压的8脚SOIC和8脚MSOP两种封装形式。

2 功能、参数与原理

2.1 引脚功能

    MIC5236的引脚排列昭图1所示，以下是各引脚的功能说明。

    ERR（1脚）：失效输出端。当OUT端的输出电压在其标称输出的基础上降低5%或更多时，ERR端打开。

    IN（2脚）：电源电压输入端。如有必要，可在该接接一小型表面贴装的陶瓷电容作旁路，这在输入电压质量不高或者非电池供电的场合尤为重要。如果输入电压的纹波较大，可以选用容量较大的电容器。

    OUT（3脚）：标准电压输出引脚。

    EN（4脚）：使能输入端。该脚为低电平时，器件的静态电流可降至0.1μA以下；而当输入电压为2V时，MIC5236的最大偏置电流为2μA.在EN端和VIN之间接一个上接电阻，可以使EN端维持2V的使能输入电压。

    GND（5～8脚）：接地引脚。

2.2 电气参数

    应当注意：在长时间处于极限参数时可能使器件损坏。以下是MIC5236的极限参数：

    ●最大输入电压：-20V～+60V；

    ●结温：+150℃；

    ●储存温度：+65℃～+150℃；

    ●焊接温度：（5s）260℃

    MIC5236的正常工作参数如下：

    ●输入电压：+2.3V～+30V;

    ●工作温度范围：-40℃～+85℃；

    ●结温：-40℃～+125℃；

    ●热阻：MSOP封装时：80℃/W；

    SOIC封装时：63℃/W。

2.3 工作原理

    MIC5236内含一个差分放大器和比较器，由内部参考电压源为差分放大器和比较器提供参考输入信号。MIC5236的内部原理如图2所示。在器件OUT端输出正常工作电压时，片内比较器取自OUT端的同相输入与片内参考源提供的反相输入达到差分平衡，因此，ERR端输出为零。然而，如果出现过载而使输出电流增大（超过电流门限）、输入电压过低或片内温度过高等情况，那么，器件将使能EN端，并在OUT端得到反应而使输出电压发生变化，从而打破比较器的输入平衡并使其具有一定的输出。

3 典型应用

    MIC5236系列电压调整器件以其极低的静态电流和很宽的输入电压范围而被广泛用于笔记本电脑和便携式个人计算机的电源系统、汽车电子、电池电源系统以及需要用高压电池来提供逻辑电平信号的应用系统。图3是MIC5236的典型应用电路。

    图3中，在输入端与EN端接一个200kΩ的上接电阻REN是为了使EN端维持2.0V的使能电压，以保证器件能在系统出现负载过载、输入过压或温度过高等异常情况时对器件进行有效地控制。而输入端与ERR端200kΩ的反馈电阻Rf的主要任务是避免输出振荡，排除从低电压到高电压的缓慢变化。二极管的作用是使MIC5236对系统的控制更加可靠。

    如果输入电压不是利用电池来提供，或者输入电压的质量不高，则应该在输入端接上一个旁路电容，可选用钽电容或小型SMT陶瓷电容，若输入电压的纹波较大，旁路电容的容量可以选大一点。

    由于MIC5236已经在内部采用了独特的设计，因此，输出电容COUT只要一般的1μF的薄膜或陶瓷电容就能保证输出的稳定。