工程带你看芯片——FP6293升压芯片内部功能区块图详解

一、简单介绍

FP6293是一款高效1MHz开关频率的升压DC-DC转换器芯片，内置0.14Ω低阻抗功率MOSFET，可提供高达3.5A的输出电流。该芯片采用峰值电流模式PWM控制架构，输入电压范围2.6-5.5V，输出电压最高可达13V，并可通过外部电阻分压网络灵活调节。其特色功能包括0.6V(±2%)精密基准电压、内部软启动、过压保护(16V)、可调过流保护(0.5-3.5A)和过温保护(150℃)等多重保护机制。采用DFN-8L或SOP-8L(EP)封装，特别适用于便携式设备。

二、封装及引脚图介绍

三、功能区块图

1.误差放大器

功能：比较FB引脚电压（来自输出分压电阻）与内部0.6V基准电压，生成误差信号。动态调节PWM占空比以稳定输出电压。

工作原理：
输入误差信号：
误差放大器的输入端通常接收两个信号：一个是参考信号，另一个是反馈信号。反馈信号是从系统的输出端通过某种反馈机制传递回来的信号，通常用于表示实际输出的状态。参考信号则是预设的目标值或期望的输出电压值。
参考信号（通常是稳定的、已知的信号）设定了期望的目标值。
反馈信号（通常是从系统输出回来的）表示实际的输出。

误差信号：
误差放大器会对这两个信号进行比较。理论上，如果输出的反馈信号与参考信号相同，则误差信号为零，表明系统已经稳定且输出符合要求。如果反馈信号低于或高于参考信号，误差放大器会放大这个差值，生成一个误差信号。

放大误差信号：
误差放大器的作用是将输入的误差信号进行放大。放大后的误差信号可以驱动控制系统中的其他部分（如功率级、调节器或驱动器），以调整系统的输出，使其朝着参考信号的方向变化。
反馈调节：
通过将误差信号放大并送入控制环路，系统能够调整其输出。例如，在开关电源中，误差放大器可以调节开关管的工作状态，从而保持输出电压的稳定。

2.PWM调制器

功能：

将误差信号转换为PWM波形，控制MOSFET开关。
电流模式控制：叠加电感电流检测信号，实现逐周期限流。
工作原理分析：
振荡器输出频率固定的信号OSC，经过三角波产生电路后变为频率固定的三角波信号。PWM比较器的正端连接误差放大器的输出信号VTH，负端连接三角波信号，比较后输出一个方波信号，该方波信号的占空比决定了开关管导通时间，也就是电感充电时间。若负载电流突然增加，输出电压随之下降，反馈电压减小，此时误差放大器的输出增高，PWM比较器输出方波信号的占空比增大，增加电感充电时间：若负载电流突然下降，PWM比较器输出方波信号的占空比减小，减少电感充电时间，从而稳定输出电压。

3.斜率补偿

功能：

当占空比>50%时，向电流检测信号注入斜坡补偿，避免次谐波振荡。
CCM模式下，当占空比超过50%时，电感电流的上身时间就超过整个周期的50%，下降时间没有整个周期的50%。在较短时间内，电流还没有来得及回到静态初始点，下一个周期就开始了。下一个周期的初始电路变大了，电感电流更快的上升到了参考点，使得占空比变窄，导致电流下降时间又变长，下一个初始电流值又变小，又继续导致占空比超过50%。如此循环往复。

4.功率MOSFET

参数：
内置0.2Ω，耐压16V
作用：
高频开关（LX引脚）控制电感储能/释放能量

5.过流保护

调节方式：通过OC引脚外接电阻设定限流值触发后立即关闭MOSFET，防止烧毁

6.软启动

功能：
上电时逐步释放PWM占空比，限制浪涌电流。

软启动功能，就是为开关电源电路配置一个最小启动时间，在启动后能够使输出电压“单调上升”到目标电压值 ；其目的是，在开关电源启动时控制浪涌电流或输出电压上升的斜率。为开关电源配置一个最小的软启动时间，至少可以获得两个好处：

其一，可以有效抑制浪涌电流，以免在启动瞬间对输出电容充电的电流达到开关电源的电流限值，也可减小对开关电路本身以及后端负载的电流应力，且可减小输入电压的跌落 。

其二，配置合理的软启动时间，有利于输出电压“单调上升”，而不会出现抖动，这对上电时序有较高要求的数字器件尤其是FPGA器件更加重要，因为系统上电时输出电压的抖动可能会导致后端数字器件或FPGA器件发生闩锁效应(Latch-up)问题。

四、FP6293实际应用

FP6293是一款高效1MHz升压DC-DC转换器，集成0.14Ω功率MOSFET，支持3.5A输出电流和最高13V输出电压。芯片内置精密0.6V基准、软启动和多重保护电路（OVP/OCP/OTP），采用峰值电流模式控制确保稳定性。其紧凑的DFN-8L/SOP-8L封装和简洁外围设计，特别适合便携设备、LCD驱动等需要高效率和小尺寸的电源应用，是高性能升压转换的理想解决方案。

审核编辑 黄宇