ET82099

ET82099 超低静态电流同步升压转换器芯片

etek(力芯微)ET82099 升压DC/DC芯片概述：

ET82099 是一款静态电流低于 1 微安的超低功耗同步升压转换器。该芯片适配碱性电池、锂电池、可充电锂离子电池供电类产品；这类设备需要在轻载工况下保持超高转换效率，以此实现超长续航。

ET82099 支持输出电压可调。芯片采用迟滞控制架构，可在静态电流降至最低的前提下，实现极致能效表现。休眠模式下器件静态电流仅 1μA，负载电流 100μA 时转换效率最高可达 80%；在 3.3V 转 5V 电压场景下，最大可输出 300mA 电流，负载 200mA 时峰值效率高达 93%。

ET82099 内置降压模式与直通两种工作模式，可适配多样化应用场景：

降压模式：即便输入电压高于输出电压，芯片依旧能将输出电压稳定稳压至设定值；

直通模式：输出电压跟随输入电压同步变化。

当输入电压＞输出电压 + 0.35V 时，芯片会退出降压模式，自动切换至直通模式。

芯片关断时具备真正断电关断功能，可切断负载与输入电源之间的通路，最大限度降低耗电损耗。

器件封装规格包含：WCSP6、DFN6、SOT23-6 三种。

产品特性

输入引脚静态电流极低：仅 250 纳安

输出引脚静态电流极低：仅 500 纳安

工作输入电压范围：0.7V ~ 5.5V

可调输出电压范围：1.8V ~ 5.5V

开关管峰值限流最小值：0.8A

降压模式下可稳定稳压输出电压

关断状态下负载与电源完全断开

输入 3.8V、输出 5V，负载电流 100μA 时，转换效率最高可达 80%

最高转换效率 93%

产品型号列表：

应用场景

游戏机主机

数字机顶盒

平板电视、显示器

通用各类电子设备

一、升压控制器工作原理

ET82099 升压转换器采用迟滞电流模式控制架构。该控制环路通过将电感纹波电流恒定维持在 300mA 区间内，并根据输出负载大小调节电感电流偏置量，以此稳压输出电压。

由于输入电压、输出电压以及电感取值均会改变电感纹波电流的上升、下降斜率，芯片开关频率并非固定值，会随实际工作工况动态变化。

若所需平均输入电流小于恒定纹波设定的电感平均电流，电感将工作在断续导通模式，以此保障轻载下的转换效率；负载电流进一步降低时，升压芯片将进入突发间歇模式（Burst Mode）。

突发间歇模式（Burst Mode）工作逻辑

芯片会连续数个开关周期抬升输出电压；一旦输出电压超过设定阈值，器件停止开关动作，进入休眠状态，休眠阶段芯片自身静态功耗极低。当输出电压跌落至阈值以下时，芯片恢复开关调制；当该模式无法满足输出供电需求时，芯片退出突发间歇模式。

为实现高效率转换，功率通路采用同步升压拓扑结构。输出电压 VOUT 经由外部 / 内部反馈网络采样后送入电压误差放大器；误差放大器将采样反馈电压与内部基准电压做对比，对应调整电感电流偏置值，最终实现输出稳压。

二、欠压锁定保护（UVLO）

欠压锁定电路用于输入电压过低时关停转换器：当输入电压低于典型 0.4V 欠压阈值，芯片停止工作；电路内置 200mV 迟滞电压，输入电压需回升至 0.6V 以上，芯片才可重新被使能。

该保护机制可规避 0.4V~0.6V 区间内输入电压波动导致的芯片异常工作。

三、芯片使能与关断控制

当输入电压高于欠压锁定上升阈值，且 EN 使能引脚置高电平时，ET82099 芯片开启工作；

EN 引脚拉低时，芯片进入彻底关断模式：开关动作完全停止，整流端 PMOS 管彻底关断，输入电源与输出负载完全物理断开，关断状态下输入漏电流小于 0.5μA。

四、软启动功能

EN 引脚拉高后芯片启动上电：启动初期，器件运行在断续导通（DCM）与连续导通（CCM）临界区间，此阶段电感峰值电流被限制在约 200mA，抑制上电冲击电流；

当输出电压充电至 1.6V 以上后，芯片正式切入迟滞电流模式稳压。待输出电压达到设定目标值，软启动流程结束，电感峰值电流由误差放大器根据输出反馈与内部基准差值实时调控。

芯片可在输入 0.7V、负载阻抗大于 3kΩ 条件下正常启动；若上电阶段负载过重，芯片无法将输出抬升至 1.6V 以上，则启动失败，需提升输入电压或减小负载电流方可重新上电。上电时长由输入电压大小与负载电流共同决定。

五、逐周期限流保护

ET82099 搭载逐周期过流保护：一旦电感峰值电流抵达限流阈值 ILIM，主功率开关管即刻关断，阻止输入电流继续攀升；此时输出电压会逐步跌落，直至输入、输出功率达到平衡。

若输出电压降至低于输入电压，芯片切入降压模式（Down Mode），降压模式下依旧保持逐周期峰值电流限流；倘若输出电压跌落至 1.6V 以下，芯片将重新触发上电软启动流程。

直通模式（Pass-Through）下，限流保护功能关闭。

六、输出对地短路保护

当输出端发生对地短路故障时，短路电流被钳位在约 85mA；短路故障解除后，芯片自动重启软启动流程，恢复输出稳压。

七、过压保护（OVP）

芯片内置输出过压保护，用于规避外部反馈分压电阻错装、异常带来的过压损坏：输出电压超过 5.8V 过压阈值时，芯片停止开关调制；待输出电压回落至低于过压阈值 0.1V 后，芯片恢复正常工作。

八、降压模式稳压 & 直通模式工作逻辑

当输入电压接近或高于输出设定电压时，ET82099 可切换运行降压模式、直通模式两种工况：

1. 降压模式（Down Mode）

即便输入电压＞输出电压，依旧可将输出稳压在设定值。控制电路将整流 PMOS 管栅极由接地改为接输入电压，抬升 PMOS 管自身压降，依靠管压降抵消多余输入电压，实现稳压。

该模式下功率损耗会有所上升，产品散热设计需对此预留余量。

2. 直通模式（Pass-Through）

升压开关动作完全停止，整流 PMOS 管持续导通、下管开关持续关断；输出电压 = 输入电压 − 电感直流内阻压降 − PMOS 导通内阻压降，输出电压跟随输入电压变化。

模式切换时序

输入电压缓慢抬升：当 VIN＞VOUT−100mV，芯片先进入降压模式；持续升压至 VIN＞VOUT+0.35V，自动切换为直通模式；

输入电压缓慢下降：当 VIN 降至目标输出电压的 103%，芯片退出直通模式、切回降压模式；输入电压继续回落至低于输出电压 150mV 时，芯片回归常规升压工作状态。