ACT6906：高效同步降压转换器的卓越之选

在电子设备的电源管理领域，寻找一款高效、小巧且性能稳定的降压转换器至关重要。今天，我们就来深入了解一下 Active-Semi 公司推出的 ACT6906 同步降压转换器，看看它是如何满足各种便携式应用需求的。

文件下载：EA6906UCADJ.pdf

一、产品特性亮点

1. 高效节能

ACT6906 具备高达 95%的转换效率，这意味着在将输入电压转换为所需输出电压的过程中，能够最大程度地减少能量损耗。同时，它的静态电流极低，仅为 24µA，在轻载条件下能进一步降低功耗，延长电池续航时间。

2. 强大输出能力

该转换器能够保证 600mA 的输出电流，可满足大多数便携式设备的供电需求。

3. 高频稳定运行

采用 1.6MHz 的恒定频率工作模式，不仅能有效降低对噪声敏感应用中的干扰，还允许使用小型外部元件，有助于缩小电路板的尺寸。

4. 内部同步整流

内部集成的同步整流器省去了肖特基二极管，简化了电路设计，同时提高了转换效率。

5. 灵活的输出电压选项

提供可调输出电压范围从 0.6V 到 (V_{IN})，也有 1.5V、1.8V 和 2.5V 等固定输出电压可选，能满足不同应用的多样化需求。

6. 低功耗模式与关断功能

支持 100%占空比的低压差运行，在轻载时采用专有脉冲跳过模式，进一步降低功耗。关断电流仅为 0.1µA，有效节省能源。

7. 超小封装

采用 SOT23 - 5 封装，体积小巧，非常适合对空间要求苛刻的便携式设备。

二、应用领域广泛

ACT6906 的诸多特性使其在众多便携式设备中得到广泛应用，如蓝牙耳机、便携式音频播放器、手机、无线和 DSL 调制解调器、数码相机以及便携式仪器等。

三、产品详细信息

1. 订购信息

ACT6906 提供多种型号，以满足不同输出电压的需求，具体如下：	产品编号	温度范围	输出电压（V）	封装	顶部标记
ACT6906UC150 - T	-40 °C 到 85°C	1.5	SOT23 - 5	IAFX
ACT6906UC180 - T	-40 °C 到 85°C	1.8	SOT23 - 5	IAFA
ACT6906UC250 - T	-40 °C 到 85°C	2.5	SOT23 - 5	IAFB
ACT6906UCADJ - T	-40 °C 到 85°C	可调	SOT23 - 5	IAFM

2. 引脚配置与说明

引脚编号	引脚名称	引脚说明
1	EN	使能控制输入。将 EN 连接到 IN 或逻辑高电平以正常工作，连接到 G 或逻辑低电平以禁用稳压器。
2	G	接地。
3	SW	开关节点输出。将此引脚连接到电感器的开关端。
4	IN	电源输入。使用高质量陶瓷电容器尽可能靠近 IC 旁路到 G。
5	FB	反馈节点。对于固定输出电压选项，将此引脚直接连接到输出。对于可调输出版本，此引脚的电压被调节到 0.6V；将其连接到输出电压反馈网络的中心。

3. 绝对最大额定值

在使用 ACT6906 时，需要注意其绝对最大额定值，超过这些限制可能会损坏器件，长时间暴露在绝对最大额定条件下可能会影响器件的可靠性。具体参数如下：	参数	值	单位
IN、FB、EN 到 G	-0.3 到 6	V
SW 到 G	-0.3 到 (V_{IN}) + 0.3	V
连续 SW 电流	内部限制	A
结到环境热阻（(θ_{JA})）	190	°C/W
最大功耗（在 (T_{A}) = 50°C 以上以 5.3mW/°C 降额）	0.53	W
工作结温	-40 到 150	°C
存储温度	-55 到 150	°C
引脚温度（焊接，10 秒）	300	°C

4. 电气特性

在 (V{IN}=V{EN}=3.6V)，(T_{A}=25^{circ}C)（除非另有说明）的条件下，ACT6906 的电气特性如下：	参数	符号	测试条件	最小值	典型值	最大值	单位
输入电压范围	(V_{IN})		2.7		5.5	V
欠压锁定阈值	(V_{UVLO})	(V_{IN}) 上升，滞后 = 0.1V	2.25	2.4	2.5	V
工作电源电流		(V{FB}) = 60%，(I{OUT}) = 0		586		µA
待机电源电流		(V{FB}) = 105%，(I{OUT}) = 0		22	33	µA
关断电源电流		(V{EN}) = 0V，(V{IN}) = 4.2V		0.1	5	µA
可调版本调节电压（ACT6906UCADJ）	(V_{FB})	(T_{A}) = 25°C	0.591	0.6	0.609	V
0 < (T_{A}) < 85°C	0.588	0.6	0.612	V
-40°C < (T_{A}) < 85°C	0.582	0.6	0.618	V
固定输出调节电压	(V_{OUT})	ACT6906UC150	1.473	1.5	1.527	V
		ACT6906UC180	1.768	1.8	1.832	V
		ACT6906UC250	2.455	2.5	2.545	V
输出电压线性调整率		(V_{IN}) = 3V 到 5V		0.016	0.4	%/V
输出电压负载调整率		(I_{OUT}) = 10mA 到 500mA		0.5		%
电感器电流限制	(I_{LIM})	(V{IN}) = 3.6V，(V{FB}) = 90%的 (V_{OUT(NOM)})		0.9		A
振荡器频率	(f_{SW})	(V{FB}) 或 (V{OUT}) 处于调节状态	1.3	1.6	1.9	MHz
		(V{FB}) 或 (V{OUT}) = 80%的 (V_{OUT(NOM)})		360		kHz
PMOS 导通电阻	(R_{ONP})	(I_{SW}) = -100mA		0.37	0.6	Ω
NMOS 导通电阻	(R_{ONN})	(I_{SW}) = 100mA		0.36	0.6	Ω
SW 泄漏电流		EN = G，(V{IN}) = 5.5V，(V{SW}) = 5.5V 或 0V			1	µA
EN 逻辑高阈值	(V_{IH})	(V_{IN}) = 2.7V 到 5.5V	1.4			V
EN 逻辑低阈值	(V_{IL})	(V_{IN}) = 2.7V 到 5.5V			0.4	V
EN 输入偏置电流	(I_{EN})	(V_{IN}) = 5.5V，EN = G 或 IN		0.01	0.1	µA

四、功能描述

1. 控制方案

ACT6906 采用固定频率、电流模式 PWM 控制方案，并结合全集成功率 MOSFET，提供了紧凑高效的降压 DC - DC 解决方案。在正常工作时，高端 MOSFET 在每个周期开启，直到电流比较器将其关闭，此时低端 MOSFET 开启，直到开关周期结束或电感器电流接近零。误差放大器会根据需要调整电流比较器的阈值，以确保输出电压稳定。

2. 轻载节能运行

在轻载条件下，ACT6906 使用专有且正在申请专利的控制方案，通过降低开关频率来减少静态电源电流，在维持输出电压调节的同时提高效率。当反馈电压低于调节电压时，高端 MOSFET 开启，开启时间由控制电路动态调整，以在所有负载电流条件下实现最高效率。

3. 软启动功能

ACT6906 集成了 50µs 的软启动功能，可防止启动时的输入浪涌电流和输出过冲，保护电路元件。

4. 过流保护

该转换器具有 900mA 的内部电流限制，会逐周期检测。当达到最大电感器电流限制时，充电周期终止，低端 MOSFET 开启以降低电感器电流。在极端过载（如短路）情况下，ACT6906 会将振荡器频率降低到 360kHz，进一步降低电感器电流并减少功耗。

五、应用信息

1. 电感器选择

在正常工作时，电感器需保持连续电流输出，其电流纹波取决于电感值，电感值越高，纹波电流越小。一般可根据纹波电流要求选择电感值 (L)，计算公式为： [L=frac{V{OUT } cdotleft(V{IN }-V{OUT }right)}{V{IN } f{SW } I{OUTMAX } K{RIPPLE }}] 其中，(V{IN}) 为输入电压，(V{OUT}) 为输出电压，(f{SW}) 为开关频率，(I{OUTMAX}) 为最大输出电流，(K{RIPPLE}) 为纹波系数，通常选择 (K_{RIPPLE}=30%)。选择电感值后，需确保峰值电感器电流小于 0.9A，并选择合适的电感器磁芯尺寸，以防止在电流限制值下饱和。典型电感值如下：	(V_{OUT})	0.6V 到 0.9V	0.9V 到 1.8V	>1.8V
L	1.5μH	2.2μH	2.7μH

2. 输入电容选择

输入电容用于降低转换器的输入电压纹波，大多数应用建议使用 4.7μF 的陶瓷电容，并尽可能靠近 IN 和 G 引脚，采用短而宽的走线。

3. 输出电容选择

为保持低输出电压纹波，需要使用低 ESR 的输出电容。输出纹波电压计算公式为： [frac{V{RIPPLE }=I{OUTMAX } K{RIPPLE } R{E S R}}{28 cdot f{S W}^{2} L C{OUT }}] 对于陶瓷输出电容，由于其 ESR 非常小，对纹波影响不大，因此可以使用较低的电容值。大多数应用中，10µF 的陶瓷输出电容是合适的。

4. 输出电压编程

当使用可调版本时，可通过反馈网络设置输出电压。选择两个反馈电阻 (R{FB1}) 和 (R{FB2}) 的合适比例，通常选择 (R{FB2} ≈100kΩ)，并根据输出电压确定 (R{FB1})： [R{F B 1}=R{F B 2}left(frac{V{OUT }}{0.6 V}-1right)] 同时，可在 (R{FB1}) 两端连接一个小电容 (C{ff}) 用于前馈电容，计算公式为： [C{f f}=2 E-5 / R{F B 1}] 当 (R{FB1}=900KΩ) 时，使用 22pF 的电容。使用低 ESR 输出电容（如陶瓷电容）时，需检查负载瞬态响应的稳定性，必要时增加补偿电容 (C1)。

六、典型性能特性

文档中还给出了 ACT6906 在 (V{IN}=V{EN}=3.6V)，(L = 2.2μH)，(C{IN}=4.7μF)，(C{OUT}=10μF)（除非另有说明）条件下的典型性能特性，包括负载瞬态响应等。

七、封装信息

ACT6906 采用 SOT23 - 5 封装，其详细的尺寸信息如下：	符号	尺寸（毫米）		尺寸（英寸）
	最小值	最大值	最小值	最大值
A	1.050	1.250	0.041	0.049
A1	0.000	0.100	0.000	0.004
A2	1.050	1.150	0.041	0.045
b	0.300	0.400	0.012	0.016
c	0.100	0.200	0.004	0.008
D	2.820	3.020	0.111	0.119
E	1.500	1.700	0.059	0.067
E1	2.650	2.950	0.104	0.116
e	0.950（典型值）		0.037（典型值）
e1	1.800	2.000	0.071	0.079
L	0.700（参考值）		0.028（参考值）
L1	0.300	0.600	0.012	0.024
θ	0°	8°	0°	8°

综上所述，ACT6906 凭借其高效、灵活、小巧等诸多优点，成为便携式设备电源管理的理想选择。在实际设计中，工程师们可以根据具体需求，合理选择电感器、电容等外部元件，以充分发挥 ACT6906 的性能优势。大家在使用 ACT6906 过程中遇到过哪些问题呢？欢迎在评论区分享交流。