MP111：模擬IC技術(shù)中實現(xiàn)電源應(yīng)急保障的利器

在電子設(shè)備的運行中，電源的穩(wěn)定性至關(guān)重要。當(dāng)遇到輸入電源故障時，如何保障設(shè)備的正常運行，避免數(shù)據(jù)丟失和系統(tǒng)損壞，成為電子工程師們關(guān)注的焦點。MP111作為一款專門的 dying gasp 存儲與釋放控制IC，為解決這一問題提供了有效的解決方案。

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一、MP111概述

MP111是一款 dying gasp 存儲與釋放控制器，它在正常運行時從輸入為存儲電容充電。當(dāng)存儲電容充電到選定電壓后，充電停止，存儲電容與輸入分離，充電電路會在充電完成后維持存儲電壓。其具有以下顯著特點：

1. 寬輸入電壓范圍：支持4.5V至18V的寬輸入工作范圍，能適應(yīng)多種電源環(huán)境。
2. 高放電電流：具備2.5A的從存儲電容到輸入電容的放電電流，可快速為輸入電容補(bǔ)充能量。
3. 內(nèi)置充電電流限制：內(nèi)置250mA的充電電流限制，保護(hù)存儲電容在充電過程中不會因過流而損壞。
4. 用戶可編程：存儲和釋放電壓可通過外部電阻進(jìn)行編程，滿足不同應(yīng)用場景的需求。
5. FLAG指示器：提供 dying gasp FLAG 指示器，方便用戶實時了解設(shè)備的工作狀態(tài)。
6. 小封裝：采用SOIC - 8封裝，所需的外部標(biāo)準(zhǔn)組件數(shù)量最少，節(jié)省電路板空間。

二、工作原理

1. 啟動充電階段

在電源啟動時，MP111分兩個階段為存儲電容充電。首先，利用內(nèi)置的浪涌電流限制功能，將大容量存儲電容從0V預(yù)充電至接近輸入電壓。當(dāng)存儲電壓接近輸入電壓后，MP111會將存儲電壓提升并調(diào)節(jié)到目標(biāo)電壓。需要注意的是，MP111的BST引腳應(yīng)連接到DCDC開關(guān)節(jié)點，只有在DCDC啟用后，MP111才會開始升壓操作。

2. 釋放階段

MP111會持續(xù)監(jiān)測輸入電壓。當(dāng)輸入電源丟失，輸入電壓低于選定的釋放電壓時，MP111會將存儲電容中的電荷轉(zhuǎn)移到輸入電容，盡可能將輸入電壓調(diào)節(jié)到釋放電壓，以維持系統(tǒng)的正常運行。釋放電壓可通過選擇合適的輸入電阻分壓器來確定，最大LDO釋放電流可達(dá)2.5A。

3. Gasp指示器

當(dāng)輸入電源的反饋電壓FB2高于1.05XVFB2時，GASP引腳會被拉高；當(dāng)FB電壓低于1.00XVFB2時，GASP電壓會被內(nèi)部拉低。GASP電壓可作為通信指示信號，表明輸入電源的可用性。

三、電氣特性

1. 輸入與供電

• 輸入電源電壓范圍：4.5V至18V，適應(yīng)多種電源輸入。
• 供電電流：關(guān)機(jī)狀態(tài)下僅1μA，靜態(tài)電流為300μA，低功耗設(shè)計。
• 欠壓鎖定閾值：上升閾值為3.0 - 4.0V，滯后為350mV，確保在電壓不穩(wěn)定時的可靠工作。

2. 反饋與閾值

• 反饋電壓：0.95 - 1.05V，為電壓調(diào)節(jié)提供精確參考。
• 存儲電壓閾值：高刷新閾值為VFB + 0.025V至VFB + 0.05V，低刷新閾值為VFB - 0.05V至VFB - 0.025V，滯后為50mV。
• GASP閾值：高閾值為1.05XVFB2，低閾值為VFB2，延遲為2μs。

3. 電流與溫度特性

• 充電電流限制：存儲電容充電的輸入浪涌電流限制為0.25A，從存儲電容到輸入的放電電流限制為2.5A。
• 熱關(guān)斷：熱關(guān)斷溫度為150oC，熱滯后為30oC，保護(hù)芯片免受過熱損壞。

四、典型應(yīng)用與性能

1. 典型應(yīng)用場景

MP111適用于電纜/DSL/PON調(diào)制解調(diào)器、家庭網(wǎng)關(guān)、接入點網(wǎng)絡(luò)等設(shè)備，為這些設(shè)備在電源故障時提供應(yīng)急電源支持。

2. 性能特性

• 釋放時間與存儲電容關(guān)系：釋放時間與存儲電容大小密切相關(guān)，存儲電容越大，釋放時間越長。
• 熱性能：在不同功率下，芯片的熱性能表現(xiàn)良好，能有效控制功率損耗。

五、存儲電容選擇

存儲電容的選擇對于MP111的性能至關(guān)重要?？筛鶕?jù)以下公式計算所需的存儲電容： [Cs=frac{I{RELEASE } × T{DASP }}{V{STORAGE }-V{RELEASE }}] 其中，(I{RELEASE})為輸入釋放電流，(T{DASP})為所需的 dying gasp 時間，(V{STORAGE})為存儲電壓，(V{RELEASE})為釋放電壓。

在典型的xDSL應(yīng)用中，建議將存儲電壓設(shè)置高于20V，以充分利用高電壓能量并減少存儲電容需求。通常可使用25V額定的電解電容器，由于MP111能嚴(yán)格調(diào)節(jié)存儲電壓，存儲電容幾乎沒有交流紋波電流通過，可安全地進(jìn)行90%的電容降額使用。

六、PCB布局指南

PCB布局對于MP111的穩(wěn)定運行至關(guān)重要，以下是一些布局建議：

1. BST引腳連接：將BST引腳通過電阻和小陶瓷電容盡可能靠近DCDC轉(zhuǎn)換器的SW節(jié)點連接，避免反饋路徑的相互干擾。
2. 反饋連接：確保所有反饋連接短而直接，將反饋電阻和補(bǔ)償組件盡可能靠近芯片放置。
3. 存儲電容連接：保持存儲電容與STRG引腳的連接短而寬，減少電阻和電感，提高充電和放電效率。

MP111以其卓越的性能和靈活的應(yīng)用特性，為電子設(shè)備在電源故障時提供了可靠的應(yīng)急保障。電子工程師們在設(shè)計相關(guān)電路時，可充分利用MP111的優(yōu)勢，提高設(shè)備的穩(wěn)定性和可靠性。你在實際應(yīng)用中是否遇到過類似的電源應(yīng)急問題？又是如何解決的呢？歡迎在評論區(qū)分享你的經(jīng)驗。