XRP6670：3A 300kHz - 2.5MHz 同步降压调节器的深度解析

在电子设计领域，降压调节器是电源管理中不可或缺的一部分。今天，我们就来深入探讨 Exar 公司的 XRP6670 同步降压调节器，从它的特性、配置到实际应用，为大家进行详细的介绍。

文件下载：XRP6670EVB.pdf

一、XRP6670 概述

XRP6670 是一款同步电流模式 PWM 降压转换器，集成了 FET，能够提供高达 3A 的电流，非常适合便携式电池供电应用。其输入电压范围为 2.6V 至 5.5V，可支持行业标准的 3.3V 和 5V 电源轨单电源运行。工作频率可通过外部电阻 ROSC 在 300kHz 至 2.5MHz 之间进行编程，集成的 P 通道控制 FET 允许 100% 占空比。此外，它还具备过温、过流、短路和欠压锁定保护功能，确保在异常工作条件下的安全运行。

二、标准配置

XRP6670EVB 评估板的标准配置如下：	参数	详情
输入电压范围	2.6V – 5.5V
输出电压范围	2.5V
输出电流/负载范围	0 – 3A
开关频率	1MHz

三、评估板特性

1. 强大的输出能力

保证 3A 输出电流，输入电压范围为 2.6V 至 5.5V，能够满足大多数便携式设备的电源需求。

2. 灵活的控制模式

采用 PWM 电流模式控制，开关频率可编程在 300kHz 至 2.5MHz 之间，支持 100% 占空比 LDO 模式运行，最高可实现 95% 的效率。

3. 可调输出电压

输出电压范围可在 0.8V 至 5V 之间调节，精度为 +/-2%，满足不同应用场景的需求。

4. 实用功能

具备使能和电源良好功能，方便进行系统控制和状态监测。

5. 低静态电流

静态电流仅为 460µA，有助于降低功耗，延长电池续航时间。

6. 完善的保护机制

拥有过温、过流、短路和 UVLO 保护，保障设备在各种异常情况下的安全运行。

四、引脚分配与描述

引脚名称	引脚编号	描述
SHDN/RT	1	关机和振荡器电阻输入。从此引脚连接一个电阻到 GND 以设置开关频率。将此引脚强制连接到 VDD 可关闭设备。
GND	2	信号地。所有小信号地，如补偿组件和外露焊盘应连接到此，再连接到 PGND。
SW	3, 4	电源开关输出引脚，连接到电感器。
PGND	5	电源地信号，应尽可能靠近输入和输出电容器 CIN 和 COUT 连接。
PVDD	6	电源输入供应引脚，需用一个电容器将此引脚与 PGND（引脚 5）去耦。
VDD	7	信号输入供应引脚，需用一个电容器将此引脚与 GND（引脚 2）去耦。通常，VDD 和 PVDD 连接在一起。
PGOOD	8	电源良好标志，为开漏输出，若输出电压超出调节范围则拉至地。
FB	9	反馈引脚，外部电阻分压器连接到 FB 可对输出电压进行编程。
COMP	10	补偿引脚，连接一个 RC 网络到 GND 用于补偿控制回路。
Exp. Pad	-	连接到 GND 信号（引脚 2）。

五、评估板使用说明

1. 上电操作

将电源连接到 PCB 的 VIN 和 GND 引脚。上电后，XRP6670 将把 VOUT 调节到标称 2.5V，保证提供高达 3A 的输出电流，并提供与数据手册图 6 相当的标称效率。

2. 关机功能

如果将 SHDN 引脚跳线连接到 VIN 引脚，XRP6670 将关机。若要使用外部 SHDN 信号，需移除 R5/R6 并使用 0Ω 电阻填充 R7。请注意，SHDN 信号必须是三态的，根据三态信号的阻抗，开关频率可能会有一些偏移。

3. 设计修正

请注意，组件 RC 和 CC1 的标识已互换，即组件 RC 的标识为 CC1，可选组件 CC1 的标识为 RC。

六、评估板物料清单

评估板包含了多种电子元件，以下是部分主要元件信息：	参考标识	数量	制造商	制造商型号	尺寸	元件描述
U1	1	Exar	XRP6670	DFN - 10	降压调节器
L1	1	Wurth	74437346015	6.6x7.3mm	1.5uH, 7.2A 功率电感器
C1, C2, C3	3	Murata	GRM31CR61C226KE15K	1206	22uF, 16V, X5R, 10% 陶瓷电容
C4	1	Murata	GRM188R61C105KA93D	0603	1uF, 16V, X5R, 10% 陶瓷电容
CC	1	Murata	GRM188R71H102KA01D	0603	1000pF, 50V, X7R, 10% 陶瓷电容
CFF	1	Murata	GRM1885C1H220JA01D	0603	22pF, 50V, NP0, 10% 陶瓷电容
R1, R3	2	Vishay/Dale	CRCW0603100KFKEA	0603	100kΩ, 1/10W, 1%, SMD 电阻
R2	1	Vishay/Dale	CRCW060347K5FKEA	0603	47.5kΩ, 1/10W, 1%, SMD 电阻
R4	1	Vishay/Dale	CRCW060310R0FKEA	0603	10.0Ω, 1/10W, 1%, SMD 电阻
R5, R6	2	Vishay/Dale	CRCW06030000Z0EA	0603	0.0Ω, 1/10W, SMD 电阻
RC	1	Vishay/Dale	CRCW060310K0FKEA	0603	10kΩ, 1/10W, 1%, SMD 电阻
Rosc	1	Vishay/Dale	CRCW0603330KFKEA	0603	330kΩ, 1/10W, 1%, SMD 电阻
VIN, VOUT, GND, GND, PGOOD, SHDN	6	Vector Electronics	K24C/M	.042 Dia	测试点柱

七、文档与板卡修订历史

1. 文档修订历史

版本	日期	描述
1.0.0	03/19/13	文档初始发布
1.0.1	05/24/13	将输出电压从 3.3V 更改为 2.5V

2. 板卡修订历史

板卡版本	日期	描述
146 - 6698 - 01	03/19/13	评估板初始发布

八、总结

XRP6670 同步降压调节器凭借其强大的输出能力、灵活的控制模式、完善的保护机制和丰富的实用功能，成为便携式电池供电应用的理想选择。通过对评估板的详细介绍，我们可以更好地了解其特性和使用方法。在实际设计中，工程师们可以根据具体需求合理选择和配置 XRP6670，以实现高效、稳定的电源管理。大家在使用 XRP6670 的过程中，有没有遇到过什么有趣的问题或者独特的应用场景呢？欢迎在评论区分享。