ET84501

ET84501 12.4V, 7A 全集成同步升压转换器

etek(力芯微)ET84501 升压DC/DC芯片概述：

ET84501 是一款全集成同步升压转换器，内置导通电阻 19 毫欧的主功率开关管与 23 毫欧的整流开关管。该器件可为便携设备打造高效率、小体积的电源供电方案。

ET84501 输入电压范围宽泛，可达 2.7V~12V，可适配单节、双节锂离子 / 锂聚合物电池供电场景；芯片可持续开关电流 7A，最高输出电压可达 12.4V。

ET84501 采用自适应恒定关断时间峰值电流控制架构来稳定输出电压：

中、重载工况下，芯片工作于脉宽调制（PWM）模式；

轻载工况时，芯片切换至脉冲频率调制（PFM）模式以提升转换效率；

同时芯片可锁定保持 PWM 工作模式，规避开关频率过低引发的各类整机应用故障。

PWM 模式下开关频率可在 200kHz~2.2MHz 区间灵活调节。

芯片内置 3ms 软启动电路，并配备可调节峰值开关限流功能；除此之外，器件集成全套保护机制：13.0V 输出过压保护、逐周期限流保护以及过热关断保护。

产品特性

输入电压范围：2.7V ~ 12V

输出电压范围：4.5V ~ 12.4V

输入 3.3V、输出 9V、输出电流 2A 工况下，转换效率最高可达 90%

可通过外接电阻设定峰值限流，最大峰值电流 11.5A，适配大脉冲电流负载场景

开关频率可调：200kHz ~ 2.2MHz

内置 3 毫秒软启动

轻载条件下工作于 PFM 脉冲调频模式（提升轻载效率）

输出过压保护阈值：13.0V

逐周期过流保护

过热关断保护

封装：UQFN11，尺寸 2.00mm × 2.50mm

应用场景

便携式 POS 收银终端 / 手持收银机

蓝牙音箱

快充移动电源（快充充电宝）

ET84501 是一款同步升压转换器，内部集成 19mΩ 导通电阻主功率开关管与 23mΩ 导通电阻整流开关管，可调节峰值开关电流最高可达 11.5A。搭配单节锂电池或两节串联锂电池输入时，芯片可持续输出 18W 以上功率。中、重载负载工况下，ET84501 工作于准定频脉宽调制（PWM）模式；轻载工况下自动切换至脉冲频率调制（PFM）模式，全负载区间均可实现较高转换效率。

该升压芯片采用恒定关断时间峰值电流控制架构，仅需搭配小容量输出电容，即可实现优异的线性瞬态响应与负载瞬态响应；环路补偿电路外置设计，可灵活适配不同规格电感、输出电容。

芯片开关频率支持 200kHz~2.2MHz 大范围可调；内置逐周期限流保护，升压开关过程中可有效规避过载损坏风险，限流阈值可通过外接电阻设定。功能详解欠压锁定保护（UVLO）欠压锁定电路会实时监测输入电压：当输入电压低于典型阈值 2.1V 时，芯片停止工作；电路内置 600mV 滞回电压，输入电压需回升至 2.7V 以上，芯片才会重新使能启动。使能 / 关断控制输入电压高于 UVLO 上升阈值 2.7V，且 EN 引脚电平拉高至开启阈值以上时，ET84501 正常工作；

EN 引脚电平拉低至关闭阈值以下，芯片进入关断模式，开关管停止动作，整机静态功耗＜3μA。

关断状态下，由于高端整流 MOS 管存在体二极管，输入电压会经由体二极管传导至输出端 VOUT 引脚。软启动功能芯片内置软启动电路，用于抑制上电瞬间浪涌冲击电流。EN 引脚置高开启芯片时，软启动流程随即启动，典型软启动时长为 3ms。可调开关频率开关频率可调范围：200kHz ~ 2.2MHz，通过在 FSW 引脚与 SW 引脚之间外接电阻设定频率；

⚠️ 严禁 FSW 引脚悬空。可通过下方公式计算目标频率对应的外接电阻阻值：

\(R_{FREQ}= \frac{1}{C_{FREQ} \times \left( \frac{1}{f_{SW}} - t_{DELAY} \times \frac{V_{OUT}}{V_{IN}} \right)}\)

参数定义：

\(R_{FREQ}\)：FSW 与 SW 之间外接电阻

\(C_{FREQ}=32\mathrm{pF}\)

\(f_{SW}\)：目标设定开关频率

\(t_{DELAY}=72\mathrm{ns}\)

\(V_{IN}\)：输入电压

\(V_{OUT}\)：输出电压

可调峰值限流芯片内置逐周期限流机制，防止突发大电流损毁器件：一旦电感峰值电流触达限流阈值，低端开关管立刻关断。

电感峰值限流大小由 ILIM 引脚对地外接电阻决定，计算公式如下：

\(I_{LIM}= \frac{80}{11 \times R_{ILIM}}\)

参数定义：

\(R_{ILIM}\)：ILIM 引脚接地电阻，单位：kΩ

\(I_{LIM}\)：开关峰值限流值，单位：A

举例：如需设定 9.3A 典型限流值，对应外接电阻取值 127kΩ。输出过压保护（OVP）当 VOUT 引脚检测到输出电压超过 13.0V 典型过压阈值时，芯片立即停止开关动作；直至输出电压回落至低于过压阈值（含滞回差值），芯片才恢复工作。

该功能可钳位输出最高电压，避免后端外接电路因过压击穿损坏。过热关断保护内置温控保护电路，防止芯片功耗过大、温升过高造成永久损坏：

芯片结温达到 150℃时，触发过热保护，停止开关切换；

结温回落至 120℃后，芯片自动重启恢复工作。芯片工作模式说明PWM 重载工作模式中、重载负载下，芯片运行准定频 PWM 调制。电路依据输入、输出电压比值，预判每个开关周期所需关断时长。

单个周期工作流程：

周期起始时刻，低端 N 沟道 MOS 管导通，电感电流逐步上升，峰值由内部误差放大器输出值决定；

电流抵达设定峰值后，电流比较器翻转，低端 MOS 管关断；死区时间内，电感电流经由高端 MOS 管体二极管续流；

死区结束后，高端同步整流 MOS 管开启；因输出电压高于输入电压，电感电流逐步下降；

到达预设固定关断时间后，高端 MOS 管关断，经过短暂死区，低端 MOS 管再次导通，循环往复。

PFM 轻载高效模式轻载场景下芯片切入 PFM 模式，大幅提升轻载转换效率：

负载较轻时，内部误差放大器输出降低，电感峰值电流随之减小，向负载输送功率变少；

负载电流持续降低，关断阶段电感电流会降至 0；高端 MOS 管电流归零后即刻关断，直至下个开关周期到来。当误差放大器输出持续下降、峰值电流降至限流值（\(I_{LIM}\)）的 1/10 时，放大器输出被钳位不再继续降低；

若负载功耗小于芯片当前输出功率，输出电压会缓慢抬升。芯片通过拉长开关周期关断时间，减少向输出端输送的能量，最终将输出电压稳定在标称电压 + 1.5% 区间。依托 PFM 调制，即便负载电流低至 1mA，芯片转换效率依旧可维持 70% 以上；同时轻载下电感峰值电流更小，输出电压纹波显著降低，