【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

时间： 2020-03-29 来源：世强

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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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2024/6/11 - 选型指南代理服务技术支持采购服务

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	CH	Enable	Vcc (Min)(V)	Vcc (Max)(V)	I_OUT(mA)	Frequency (kHz)	Iq (μA)	SHDN Iq(μA)	Package
SGM6010	DC/DC Synchronous Rectifier Buck Converters	1	L	3	5.5	3000	300 to 2000	0.41	2	TDFN-3×3-10L

选型表 - SGMICRO 立即选型

SGM6601低功耗DC-DC升压转换器

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。

SGMICRO - LOW-POWER DC-DC BOOST CONVERTER,HIGH-FREQUENCY BOOST CONVERTER,高频升压变换器,低功耗DC-DC升压变换器,SGM6601,SGM6601YTDI6G/TR,SGM6601YTN5G/TR,数码摄像机,PDAS,AUDIO PLAYER,DIGITAL CAMERA,音频播放器,PDA系统,LCD BIAS SUPPLY,MOBILE PHONES,HANDHELD PC,移动电话,白光LED电源,掌上电脑,LCD BACKLIGHTS,液晶显示器背光灯,LCD偏压电源,WHITE-LED SUPPLY

JUNE 2022 - 数据手册 - REV. A. 2 代理服务技术支持采购服务查看更多版本

【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。

2022-12-02 - 应用方案代理服务技术支持采购服务

请问升压LED驱动芯片TPS61040DDCR的数据手册中，有一个应用参考电路是把LED的阴极接到FB（如图），其中的对地电阻RS是起到检流/限流作用吗？那这个电阻取值是怎么计算的呢，手册中没看到有相关的解释，而且这个电路是否能够做到恒流驱动？

黄工您好，我们目前没有代理TPS61040DDCR，推荐您评估台舟电子的LED横流驱动芯片TP7820S6，数据手册链接：https://www.sekorm.com/doc/2527700.html 或者圣邦微的LED驱动芯片SGM6601，PTP替代，数据手册链接：https://www.sekorm.com/doc/196451.html

2023-09-26 - 技术问答

【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。

2020-05-13 - 器件选型代理服务技术支持采购服务

SGMicro（圣邦微） SGM6601低功耗DC-DC升压转换器数据手册

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。

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2012年4月26日 - 数据手册代理服务技术支持采购服务