ET8141

ET8141 4A 同步降压稳压器芯片

etek(力芯微)ETQ8134M 降压DC/DC芯片概述：

ET8141 是一款高集成度、宽输入电压、4A 输出同步降压转换器。该器件经过优化，可使用最少的外围元器件，并实现较低的待机电流。

本转换器采用自适应恒定导通时间（ACOT）架构，具备快速瞬态响应特性。器件同时支持低等效串联电阻（ESR）输出电容与超低 ESR 陶瓷电容，无需外部补偿元件。

轻载工况下，ET8141 工作于脉冲频率调制（PFM）模式，以此维持较高转换效率。

ET8141 采用 1.6mm × 2.9mm TSOT23-6 封装。

产品特性

5A 转换器，内置 50mΩ 与 22mΩ 场效应管

自适应恒定导通时间（ACOT）控制，瞬态响应优异

输入电压范围：4.5V～17V

输出电压范围：0.76V～7V

轻载运行采用 PFM 模式

开关频率：580kHz

关断电流低，小于 5μA

支持预偏置输出电压启动

逐周期过流限流

打嗝模式过流保护

无锁存型欠压保护（UVP）与过热关断保护（TSD）

固定软启动时间：1.0ms

应用场景

数字电视电源、监控设备

碟片播放器

家用网络终端

数字机顶盒

功能描述概述引脚功能模块：

ET8141 是一款高集成度 4A 同步降压转换器。芯片采用自适应恒定导通时间（ACOT）架构，支持低 ESR 输出电容（特种聚合物电容、多层陶瓷电容），无需复杂外部补偿电路。器件具备优异的瞬态响应性能，可减小输出电容取值。ET8141 主控制方案为搭载 ACOT 架构的脉宽调制（PWM）。该控制架构能够实现准固定频率，搭配低 ESR 电容以及陶瓷输出电容均可稳定工作。每个开关周期起始，高端 MOS 管导通；单次定时计时结束后，关断高端功率场效应管。该单次导通时长与输入电压 VIN 成正比、与输出电压 VO 成反比，从而在整个输入电压范围内实现准固定频率，因此称之为自适应恒定导通时间控制。当反馈电压低于参考电压时，单次定时器复位，高端功率管再次导通。芯片内部生成斜坡信号模拟输出纹波，不再依赖输出电容自身的等效串联电阻。ET8141 内置脉冲频率调制（PFM）模式，保障轻载工况下拥有较高转换效率。负载从重载逐步降低，电感电流随之下降直至归零，该临界点为连续导通模式与断续导通模式的分界线。芯片检测到电感电流为零时，关断低端功率管。负载电流持续降低，转换器进入断续导通模式。

导通时长基本与连续导通模式保持一致；负载电流越小，输出电容放电至参考电压电平所需时间越长。开关频率随之降低，跟随负载电流变化，实现轻载高效率运行。轻载切换点输出电流 IOUT (LL) 可由公式 (1) 计算：

\(I_{OUT(LL)}=\frac{(V_{IN}-V_{OUT})\times V_{OUT}}{2\times L\times f_{SW}\times V_{IN}} \tag{1}\)PFM 模式下，每次开关周期结束后进入节能休眠阶段。休眠持续至反馈电压 VFB 低于阈值电压。输出电流越小，相邻开关脉冲之间的休眠时长越长。ET8141 内置 1ms 软启动电路。接入输入电压 VIN、使能引脚 EN 置高后，PWM 比较器的参考电压从零开始逐步上升。

若上电瞬间输出电容存在预偏置电压，芯片不会立即启动开关动作；只有内部参考电压高于反馈电压 VFB 后，才开始开关并抬升输出电压。该机制保证转换器平稳上升至稳压值。过流限制（OCL）依靠逐周期谷值检测控制电路实现。低端功率管导通期间，通过检测其漏源电压监测开关电流，该电压与开关电流成正比。电压采样电路带有温度补偿，提升采样精度。

高端 MOS 导通阶段，开关电流按照由 VIN、VOUT、电感值决定的斜率线性上升；低端 MOS 导通阶段，电流线性下降。开关电流平均值即为负载电流 IOUT。若检测电流超过过流阈值，转换器持续保持低端 MOS 导通，不再生成新的导通脉冲（即使反馈环路发出导通请求），直至电流回落至阈值以内。后续开关周期导通时长固定，并持续执行电流监测。触发限流对应的负载电流，比电感峰峰值纹波电流的一半高于过流阈值。限流状态下，转换器输出供电能力不足以支撑负载，输出电压将会跌落。一旦 VFB 低于欠压保护阈值，欠压比较器触发；经过欠压保护延时后芯片关断，等待打嗝时长（典型 12ms）后重新启动。过流故障消除后，输出电压恢复稳压值。欠压锁定保护（UVLO）监控内部稳压电路电压。电压低于 UVLO 阈值时，芯片关断；输入电压上升至 UVLO 上限阈值后，芯片启动开关工作。芯片内置温度监测电路。当芯片温度超过阈值（典型 170℃），器件关断；温度回落至约 140℃及以下时，转换器恢复开关运行。ET8141 工作在常规连续导通模式（CCM）或 PFM 模式时，将 EN 引脚拉低，芯片即可进入待机状态。