【经验】以SGM6601非同步升压DCDC为例介绍在电池应用场景下如何进行输入端与负载断开实现低功耗
笔者接触的项目是低功耗数据采集器，使用一次性锂亚电池供电3.6V，其中有一路电源需要升压到24V。其中当24V电源不使用时，需要MCU控制使能脚进行关断。首先了解一下非同步型升压DCDC的工作状态：
对于非同步型升压DCDC，其电源拓扑关系如图1所示；非同步型升压DCDC中D1是当Q1关断时进行续流，当Q1打开和关断时工作状态如图2所示。
图1 电源拓扑图 图2 非同步型升压DCDC
针对于笔者的低功耗数据采集器项目，使用了圣邦微电子（SGMICRO）的非同步升压DCDC SGM6601，SGM6601支持输入1.8~6V，输出最高可到38V，最大400mA的内部开关转换电流，最大1MHz的转换频率，20uA的静态电流，0.1uA的关断电流，其特性非常适合项目应用，于是进行了第一版原理图验证：
图3 原理图1
使用了芯片验证了基本功能正常，使用MCU控制EN引脚进行芯片使能。在测试时，发现了一个问题，就是EN引脚拉低，芯片进入shutdown模式。但由于非同步拓扑关系，导致后续存在3.5V左右电压，由原理图可以得知V_BAT通过电感L4再通过二极管D9到达输出端，形成了一定的负载电流，这对电池供电的设备来说是很严重的，负载消耗电流会一直消耗电流无法实现低功耗。
于是进行了电路改版，修改后电路原理图如下：
图4 原理图2
修改电路就是将VBAT端加入了一级MOSFET进行控制，其中EN引脚和MOSFET端控制引脚都通过MCU引脚来控制，当PWR_24V_EN引脚拉低时，VBAT与芯片VIN引脚断开，芯片也处于shutdown状态；当PWR_24V_EN引脚拉高时，VBAT与芯片VIN引脚接通，芯片处于工作状态，这样就可以完全实现低功耗。
此设计经验笔者认为在低功耗设计中挺重要，很多工程师在设计前期可能会忽略这个问题。希望该设计经验可以分享到更多的工程师，避免在设计时走弯路，减少开发时间。
附部分PCB图：
图5 PCB图
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SGMICRO（圣邦微）信号链和电源管理芯片选型指南
描述- SGMICRO specializes in high-performance and high-quality analog and mixed-signal integrated circuits, and is committed to building a comprehensive portfolio of the highest quality analog and mixed-signal integrated circuits to address all customer needs.
型号- SGM11108M,SGM8306-2,SGM8306-1,SGM61450,SGM3733B,SGM11108E,SGM852,SGM853,SGM851,SGM5347-12,SGM2558A,SGM2558B,SGM8261-5,SGM2564,SGM8261-1,SGM5347-10,SGM8261-2,SGM2549,SGM48017C,SGM72110,SGM8094,SGM836,SGM8091,SGM837,SGM61220,SGM8092,SGM8093,SGM835,SGM72108,SGM2553,SGM72106,SGM2555,SGM809B,SGM4519,SGM4517,SGM4518,SGM48010,SGM11106C,SGM63600,SGM41611,SGM4520,SGM4521,SGM48005,SGM8417-4,SGM8417-2,SGM4051C,SGM48000,SGM48001,SGM48002,SGM3843A,SGM61433,SGM621,SGM84782,74HC574,SGM58031,SGM620,SGM862,SGM41600,SGM2572,SGM41603,SGM860,SGM2571,SGM51622H,SGM4995,SGM4511,SGM2574,SGM4996,SGM4512,SGM4510,SGM2575,SGM51622D,SGM4515,SGM8T245S,SGM4516,SGM8250-1,SGM8250-2,SGM4514,SGM3209,SGM809,SGM8557-3,SGM8557-1,SGM8557-2,SGM803,SGM61012,SGM804,SGM802,SGM61013,SGM810,SGM811,SGM61007,SGM61006,SGM4782,SGM7237B,SGM8902,SGM8903,SGM8904,SGM4542,SGM8905,SGM4548,SGM4549,SGM3699,SGM4546,SGM4547,SGM48013C,SGM62110,SGM61020,SGM62112,AAP6153A,SGM61022,SGM62111,SGM800,SGM2596,SGM3200,SGM3206,SGM8270-2,SGM3207,SGM4535,SGM3204,SGM8270-4,SGM8T245,SGM829,SGM61230,SGM42512,SGM41664,SGM825,SGM61232,SGM823,SGM61234,SGM824,SGM891B,SGM42507,SGM42506,SGM40567,SGM4560,SGM42505,SGM4561,SGM6503,SGM4566,SGM8925,SGM6502,SGM8926,SGM6501,SGM4564,SGM8927,SGM5349-16,SGM4565,SGM6505,SGM4568,SGM6504,SGM8909,SGM818,SGM890B,SGM816,SGM42501,SGM40565,SGM42500,SGM814,SGM815,SGM812,SGM40560,SGM40561,SGM821,SGM822,SGM61235,SGM820,SGM4551,SGM4552,SGM4550,SGM4555,SGM4556,SGM4553,SGM4554,SGM51652S8,SGM8910,SGM5347-8,SGM4558,SGM11124E,SGM37863A,SGM11124F,74LVC2T45,SGM893B,SGM4581,SGM8941,SGM4582,SGM4583,SGM48521Q,SGM8704,SGM4588,SGMNQ59430,SGM8705,SGM4589,SGM8706,SGM8707,SGM8942,SGM8701,SGM8702,SGM8703,SGM12213A,SGM11210A,SGM61060,SGM2050C,SGM12UB1D2,SGM892B,SGM8276-4,SGM6510,SGM4573,SGM3001,SGM4574,SGM42513,SGM6514,SGM3005,SGM6513,SGM4578,SGM8276-2,SGM3002,SGM6512,SGM42622B,SGM8276-1,SGM3003,SGM6511,SGM4576,SGM8931,SGMOP17C,SGM8932,SGM8933,SGM6516,SGM12214A,SGM8934,SGM6515,SGM11210M,SGMNE20220,74AVC8T245,SGM3141B,SGM61030,SGM42403Q,SGM42553,SGM61032,SGM61031,74HC165,SGM62116,SGM8953-1,SGM62118,SGM8953-2,SGM62117,SGM8708,SGM8709,SGM4075-2,SGM3140B,SGM61040,SGM4075-1,SGM42544,SGM7300A,SGM7300B,SGM42541,SGM42540,SGM8951,SGM8952,SGM8710,SGM4590,SGM5200,SGM38045,SGM38042,SGM6533,SGM8711,SGM8712,SGM8955,SGM38046,SGM8956,SGM2053S,SGM8199L2,LM2904,SGM8199L1,SGM41002,SGM8968-4,SGM8968-2,LM2902,SGM8968-1,SGM8740,SGM8741,SGM8742,SGM2077A,SGM8743,SGM2077B,SGM8263-1,SGM8748,SGM8263-2,SGM8417-1,SGM8749,SGM12CB1A5,SGM8744,SGM40666B,SGM8745,SGM11104S,SGM40666A,SGM8746,SGM8747,SGM41513D,SGM41513A,SGM42561,SGM42560,SGM8957-1,SGM8957-2,SGM42562,SGM5208-14,SGM5223,SGM48018C,SGM11102F,SGM11102G,SGM41512A,SGM37603A,SGM8521,SGM8522,SGM11102S,SGM33685A,SGM5018,SGM33685B,SGM33685C,SGM8524,SGM8604-1,SGM11103E,SGM8604-5,SGM8193A3,SGM11103F,SGM8604-2,SGM8193A2,SGM48019C,SGM8604-3,SGM8193A1,SGM8193A0,SGM37604A,SGM8751,SGM11103S,SGM41007,SGM41008,SGM6332,SGM8750,FT2830P,SGM11212M,SGM41280,SGM41281,SGM41283,SGM5353-16,SGM37891A,SGM41285,SGM41286,SGM7SZ244S,SGM8542,SGM51652H8,SGM8543,SGM8301,SGM8544,SGM8302,SGM8545,SGM51652H4,SGM8541,SGM8429C-4,SGM8304,SGM8607-2,SGM37892A,SGM13003A,SGM8531,SGM8773,SGM8532,SGM8534,SGM8770,SGM8771,SGM8772,SGM8535,SGM8536,SGM8537,SGM12024A,SGM8538,SGM65230,SGM37893A,SGM65231,SGM65232,SGM8969-2,SGM8969-1,SGM13002A,SGM2035C,SGM7232,SGM9128YP,SGM41291,SGM2036S,74LVC1G32Q,SGM13001C,SGM13001B,74LVC138,SGM2581E,SGM8958-2,SGM41295,SGM13001A,SGM8958-1,SGM7222,SGM6132,SGM8554,SGM7223,SGM8555,SGM7224,SGM6130,SGM8556,SGM2581C,SGM8551,SGM7220,SGM2581A,SGM8552,SGM7226,SGM7227,SGM7228,SGM7229,SGM44599,SGM8581,SGM8713A-1,SGM8582,SGM6613A,SGM8584,SGM832B,SGM41282C,SGM832A,SGM8714B-1,SGM8924A,SGM811C,SGM5355-16,SGM7SZ19,74LVC1G125,SGM48535B,SGM89000,SGM7SZ14,SGM811B,SGM48535A,SGM48752X,SGM431VB,SGM2560A,SGM37603,SGM2560B,SGM6611C,SGM15CB1A4,SGM810B,SGM41280A,SGM8591,SGM8592,SGM48753X,SGM9203,SGM6612A,SGM8594,SGM8922A,SGM4T245,SGM48753,SGM48754,SGM48755,SGM48756,SGM51242R8,SGM48757,SCM40668,SGM813B,SGM48759,74AVC4T245,SGM8140,SGM8141,SGM48751,SGM449,SGM48752,SGMNQ07430,SGMPM21330,SGM48510,SGM458,SGM3785S,SGM37864,SGM61720,SGM459,SGM37863,SGM457,SGM8142,SGM452,SGM450,SGM451,SGM05UB1B3,SGM37862,SGM37861,SGM05CB1A8,SGM05CB1A7,SGM812B,SGM05CB1A4,74GTL2005,SGM25881,SGM447,SGM448,SGM446,SGM7SZ244,SGM8478-1C,SGM51242R4,SGM8139,SGM51242R2,SGM3705,SGM48536,SGM48537,SGM48538,SGM48539,SGM5351-16,SGM2588G,SGM2588E,SGM2588K,SGM3712,SGM3713,SGM2588C,SGM3710,SGM3711,SGM2588A,SGM48522,SGM48523,SGM48525,SGM48526,SGM48760,SGMNQ07440,SGM48520,SGM48521,SGM8557-5,SGM71XX,SGM706B,SGM460,SGM3701,SGM3700,SGM3727,SGM3741B,SGM3725,SGM3726,SGMOP07,SGM898,SGM899,SGM896,SGM897,SGM895,SGM4823,SGM2566B,SGM3735,SGM3732,SGM4822,SGM2566A,SGM3716,SGM3740B,SGM48544,SGM4806,SGM3717,SGM48545,SGM3714,SGM3715,SGM4809,SGM4807,SGM3718,SGM4808,SGM3719,74LVC157,SGM48780,SGM48540,SGM48541,SGM48542,SGM48543,SGM37898,SGM51652H,SGM51652D,SGM3720,SGM37891,SGM4812,SGM37892,SGM4810,SGM37895,SGM3749,SGM3747,SGM3748,SGM72204A,SGMNQ40430,SGM
SGMICRO DC/DC转换器选型表
SGMICRO DC/DC转换器选型表包含包含同步整流降压转换器、AMOLED显示屏电源降压、非同步降压转换器升压、同步整流升压转换器、非同步升压转换器、电荷泵DC/DC转换器 、专用DC/DC转换器和LCM偏置电源；升降压、电荷泵供电，最大输入电压60V，最大开关电流10A，内置MOS。
|
产品型号
|
品类
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CH
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Enable
|
Vcc (Min)(V)
|
Vcc (Max)(V)
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I_OUT(mA)
|
Frequency (kHz)
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Iq (μA)
|
SHDN Iq(μA)
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Package
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SGM6010
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DC/DC Synchronous Rectifier Buck Converters
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1
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L
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3
|
5.5
|
3000
|
300 to 2000
|
0.41
|
2
|
TDFN-3×3-10L
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选型表 - SGMICRO 立即选型
SGM6601低功耗DC-DC升压转换器
描述- SGM6601是一款低功耗DC-DC升压转换器，适用于小到中等LCD偏置电源和白光LED背光电源。其输入电压范围为1.8V至5.5V，最大输出电压可达38V。该器件具有高达1MHz的开关频率，支持陶瓷和钽电容，内部400mA开关电流限制提供低输出纹波。典型静态电流为20μA，高效率覆盖整个负载电流范围。
型号- SGM6601,SGM6601YTDI6G/TR,SGM6601YTN5G/TR
SGMicro（圣邦微） SGM6601低功耗DC-DC升压转换器数据手册
描述- SGM6601是一款低功耗升压转换器，适用于小到中等尺寸LCD偏置电源和白光LED背光电源。该器件可从双节NiMH/NiCd电池或单节Li-Ion电池生成高达38V的输出电压。它还支持将标准3.3V/5V转换为12V的功率转换。SGM6601具有高达1MHz的开关频率，允许使用小型外部组件，并提供内部软启动功能。
型号- SGM6601,SGM6601YTDI6G/TR,SGM6601YTN5G/TR
【应用】国产升压转换器SGM6601用于光模块项目给APD ROSA供电，输出电压高达38V
APD ROSA需要一个高压提供工作电压，光模块供电为3.3V，因此需要一款升压转换器。考虑到APD ROSA不同型号，至少也要20V的电压，推荐国产升压转换器SGM6601，输出高达38V，满足光模块设计需求。
【应用】低功耗DC-DC升压转换器SGM6601YTN5G/TR用于智能吉他，最高输出电压38V
某客户做的一款智能吉他需要升压后经过低噪放LDO稳压得到超低噪声12V电源给音频运放供电。本文推荐采用的是SGMICRO推出的低功耗DC-DC升压转换器SGM6601YTN5G/TR，输入电压范围为1.8V~5.5V，可产生最高38V的电压输出。
【选型】可替换TI TPS61040的国产升压DCDC SGM6601助力LCD背光驱动设计，输出电压值可高达38V
在LCD背光驱动电路设计时，一般会用到TI的升压芯片TPS61040做偏置电压电路。但随着国产化和成本压力日益增大，很多厂商急需一颗国产高性价比替换物料。本文重点推荐圣邦微的升压DCDC SGM6601可完美替换TPS61040。相比TI的TPS61040，SGM6601的输出电压值可高达38V；在静态功耗方面，SGM6601的表现更出色。
【选型】静态电流低至20μA的升压DCDC SGM6601助力便携式数据采集设备设计，开关频率1MHz
某客户在设计便携式数据采集设备时，传感器部分需要一个32V的偏压，需要一个升压DCDC将单节锂电池的输出电压升压至32V，给客户推荐了圣邦微的SGM6601。该产品输入电压范围1.8V-6V，输出电压最高可达38V，内部集成了开关MOS，开关电流可达400mA，开关频率高达1MHz。
【选型】可以PIN-TO-PIN替代MPS MP1540的升压电源芯片SGM6601助力智能机床控制电路，输出电压更高
在智能机床控制电路设计时，一般会用到MPS的升压芯片MP1540，但随着国产化和成本压力日益增大，很多厂商急需一颗国产高性价比替换物料。本文重点推荐圣邦微的升压电源芯片SGM6601可以PIN-TO-PIN替代MP1540。
【应用】圣邦微DCDC升压SGM6601YTN5G/TR用于温控器背光，内部开关电流400mA
在某温控器设计中使用的是4.2V锂电池，而面板的驱动需要使用5V电压，电流大于300mA。本文推荐SGMICRO的SGM6601YTN5G/TR，该升压IC可以将1.8V~5.5V升压至Vin~38V，内部开关电流可达400mA。
【应用】圣邦微的升压DCDC SGM6601YTN5G/TR用于灌溉计时器，具有高效率、低电磁干扰的特点
灌溉计时器项目，采集土壤的温湿度，控制水阀给农作物灌溉，可以设定灌溉时间。主控用的是Nordic的蓝牙SoC，NRF52853，3.3V供电，用两节碱性5号电池供电，输出2-3V，通过圣邦微的升压DCDC SGM6601YTN5G/TR，升压到3.3V。
现在需要一款国产DC-DC升压芯片，输入电压2～5V，两路输出，一路为5V，150mA；另一路为20V，80mA。封装要求为面贴式的，体积尽量小。最好为2路输出，实在不行，用2颗芯片2个升压电路也行。
您好，推荐国产圣邦微升压DC-DC，5V的推荐SGM66099,20V输出推荐SGM6601，请评估。数据手册：SGMicro（圣邦微） SGM6601低功耗DC-DC升压转换器数据手册SGMicro（圣邦微） SGM66099低功耗DC-DC升压转换器数据手册
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