小封装大能量：SGM6607A 1.2A 高压升压转换器解析

在电子设备不断追求小型化、高效化的今天，电源管理芯片的性能和封装形式显得尤为重要。SGMICRO 推出的 SGM6607A 高压开关调节器，凭借其出色的性能和小封装优势，在众多应用场景中脱颖而出。今天，我们就来深入了解一下这款芯片。

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一、产品概述

SGM6607A 是一款高压开关调节器，集成了 40V 低侧 MOSFET，能够提供高达 38V 的输出电压。它支持 3V 至 20V 的宽输入电压范围，可适用于多节电池或 5V/12V 稳压电源轨。1.1MHz 的开关频率使得它可以使用低剖面电感器和低阻值陶瓷输入输出电容器，为设计带来了更多的灵活性。

该芯片支持 Boost、SEPIC 等多种标准开关调节器拓扑结构，采用 PWM（脉冲宽度调制）控制来调节输出。同时，它还具备过流限制、软启动和热关断等内置功能，确保了系统的稳定性和可靠性。

SGM6607A 提供 Green TDFN - 2×2 - 6AL 和 TSOT - 23 - 6 两种封装形式，工作温度范围为 - 40℃至 + 85℃，适用于各种恶劣环境。

二、产品特性

2.1 宽输入输出电压范围

输入电压范围为 3V 至 20V，输出电压最高可达 38V，能够满足多种不同的应用需求。

2.2 集成开关与高效性能

集成 1.2A 开关，开关频率固定为 1.1MHz，在 5V 输入时，可输出 12V/300mA 或 24V/150mA，效率最高可达 93%。

2.3 轻载模式与保护功能

具备轻载跳频功能，可降低功耗。同时，内置软启动和热关断功能，以及过流保护，保障芯片在各种情况下的稳定运行。

2.4 工作温度与封装选择

工作温度范围为 - 40℃至 + 85℃，提供两种环保封装，方便不同应用场景的选择。

三、典型应用

SGM6607A 适用于手机、便携式设备等多种应用场景。以下是几个典型的应用电路：

3.1 5V 转 12V DC/DC 电源转换

输入电压为 5V，输出电压为 12V，输出电流为 300mA。通过合理选择电阻和电容值，可以实现稳定的电压转换。

3.2 12V 转 24V DC/DC 电源转换

输入电压为 12V，输出电压为 24V，输出电流为 300mA。这种应用在需要更高电压的设备中非常常见。

3.3 12V SEPIC（降压 - 升压）转换器

适用于需要宽输入电压范围和稳定输出电压的应用场景，通过 SEPIC 拓扑结构实现电压的转换。

四、电气特性

4.1 输入电源特性

输入电压范围为 3V 至 20V，静态工作电流在无负载且设备不开关时为 400 - 600μA，关断电流为 1μA。欠压锁定阈值为 2.2 - 2.5V，滞回电压为 70mV。

4.2 使能与参考控制

使能引脚的逻辑高电压为 1.6V，逻辑低电压为 0.4V，使能引脚下拉电阻为 300 - 700kΩ。

4.3 电压与电流控制

电压反馈调节电压为 1.203 - 1.255V，电压反馈输入偏置电流为 300nA，振荡器频率为 0.86 - 1.38MHz，最大占空比为 90 - 95%，最小导通脉冲宽度为 80ns。

4.4 功率开关特性

N 沟道 MOSFET 导通电阻在不同输入电压下有所不同，漏电流为 1μA，过流保护电流限制为 0.9 - 1.56A。

4.5 软启动与热关断

参考电压上升时间为 2ms，热关断阈值为 150℃，热关断滞回为 15℃。

五、工作原理

5.1 基本工作模式

SGM6607A 采用峰值电流模式控制架构，固定开关频率为 1.1MHz。在每个时钟周期开始时，PWM 比较器开启低侧 FET，使电感电流上升。当电感电流达到误差放大器输出设定的水平时，低侧 FET 关闭，外部肖特基二极管正向偏置，电感电流下降，将能量传递给负载并补充输出电容。

5.2 软启动功能

为了减少启动时的浪涌电流，SGM6607A 采用内部软启动功能。当 VIN 引脚电压高于 3V 且 EN 引脚为高电平时，设备开始工作，参考电压在 2ms 内上升到 1.229V，确保输出电压缓慢上升，有效降低启动时的浪涌电流。

5.3 过流保护

峰值电流模式控制提供了固有的过流保护。当峰值电流达到 1.2A（典型值）的电流限制阈值时，低侧 FET 关闭，直到下一个时钟周期才再次开启。

5.4 欠压锁定

当输入电压低于 2.2V（典型值）的下降阈值时，设备停止开关并关闭内部 FET，避免在低电压下工作。

5.5 热关断

为了防止过热和功率损耗造成的损坏，芯片具备热关断功能。当结温超过 150℃（典型值）时，设备关闭；当结温下降 15℃时，设备自动恢复工作。

5.6 使能与关断

通过 EN 引脚可以控制设备的开启和关闭。逻辑信号高于 1.6V 开启设备，低于 0.4V 关闭设备。EN 引脚集成了内部 500kΩ（典型值）下拉电阻，防止 EN 引脚浮空时设备误启动。

六、应用设计要点

6.1 输出电压编程

通过连接到 FB 引脚的电阻分压器来配置输出电压，公式为 (V{OUT } = 1.229 V times(frac{R{1}}{R{2}} + 1))，其中 (R{1}) 为上拉反馈电阻，(R{2}) 为下拉反馈电阻，且 (R{2}) 应不小于 10kΩ。

6.2 开关占空比

Boost 转换器的占空比决定了升压比，SGM6607A 的最大开关占空比为 95%（典型值），占空比与输入/输出电压的关系为 (D = frac{V{OUT } - V{IN }}{V_{OUT }})。同时，芯片还实现了最小导通时间为 80ns（典型值），在轻载条件下进入脉冲跳频模式。

6.3 电感选择

电感是 DC/DC 开关模式电源的关键元件，电感的选择应考虑电感值和饱和电流。一般来说，所选电感应提供的峰 - 峰纹波电流约为满载和标称输入电压下平均电感电流的 30%，平均电感电流即为输入电流。推荐的电感值范围为 6.8μH 至 22μH，电感值低于 6.8μH 可能导致斜率补偿不足，从而影响系统稳定性。

6.4 补偿电容选择

SGM6607A 的控制环路补偿通过外部完成，在 COMP 引脚连接的串联 RC 形成极点和零点，结合电流模式控制的固有极点，设置设备的闭环频率响应。推荐的 (R{COMP}) 和 (C{COMP}) 值分别为 4.99kΩ 和 10nF，(C_{COMP}) 可在 1nF 至 22nF 范围内调整，以确保稳定运行和可接受的负载瞬态响应。

6.5 肖特基二极管选择

外部整流二极管的选择对设备性能至关重要，推荐使用高速、低正向压降的二极管以提高效率。二极管的平均电流额定值应高于峰值负载，击穿电压应高于编程输出电压并有一定余量。

6.6 输入输出电容选择

输出电容决定了输出电压纹波和负载瞬态响应，可通过公式 (C{MIN } = frac{I{O} times(V{OUT } - V{CC})}{f × Delta V × V_{OUT }}) 估算所需电容值，推荐的输出电容范围为 1μF 至 10μF。输入电容推荐使用 4.7μF 陶瓷电容，尽可能靠近芯片的 VIN 引脚和 GND 引脚；对于距离输入源较远的应用，建议使用 47μF 或更高电容值的电容来抑制线束电感。

七、封装与订购信息

SGM6607A 提供 TDFN - 2×2 - 6AL 和 TSOT - 23 - 6 两种封装，工作温度范围均为 - 40℃至 + 85℃。不同封装的订购编号、封装标记和包装选项如下：	型号	封装	指定温度范围	订购编号	封装标记	包装选项
SGM6607A	TDFN - 2×2 - 6AL	- 40℃至 + 85℃	SGM6607AYTDI6G/TR	R17 XXXX	卷带包装，3000 个/卷
SGM6607A	TSOT - 23 - 6	- 40℃至 + 85℃	SGM6607AYTN6G/TR	RA9XX	卷带包装，3000 个/卷

八、总结

SGM6607A 作为一款高性能的高压升压转换器，具有宽输入输出电压范围、高效、集成度高、保护功能完善等优点。在设计过程中，需要根据具体应用场景合理选择电感、电容、二极管等外围元件，以确保系统的稳定性和可靠性。希望通过本文的介绍，能帮助电子工程师更好地了解和应用 SGM6607A 芯片。你在使用这款芯片的过程中遇到过哪些问题呢？欢迎在评论区分享你的经验和见解。