带线性调压器的开关电源芯片MC33998

2007-03-09 19:03:27来源: 互联网
1 MC33998的主要特点 用于车辆控制以及航空航天等高技术领域的MPC5XX系列高档微处理器的工作频率往往较高,数据吞吐量大,数据处理速度要求快,系统功耗相对较高,而且系统往往需在高速移动、条件苛刻和剧烈变化的环境下运行,因而要求系统具有高可靠性、安全性和较强的机电结合性。所有这些都与系统的电源质量有着直接的关系。因此,高效、高性能的电源系统对MPC5XX和MC683XX系列等高档微处理器系统而言都尤为重要。本文介绍一种由MOTOROLA半导体公司专门为MPC5XX和MV683XX系列高档微处理器设计的电源管理模块MC33998,这是一种带有线性调节器的高性能开关电源管理芯片。其主要特性如下: ●工作范围从6V~26.5V(瞬间可高达40V); ●降压开关调节器输出电压VDDH为5.0V,能输出1400mA电流; ●带外部旁路晶体管的线性电压调节器的输出电压VDDL为2.6V,可输出400mA电流; ●低功率待机线性电压调节器输出电压VKAM为2.6V,可输出10mA电流; ●具有电源和短路保护功能; ●带有欠压关闭和再复位功能; ●具有上电延时功能; ●可分别使能主电源输出和传感器电源输出。 2 引脚功能 MC33998采用24脚宽体SOIC封装。管脚排列如图1所示,各引脚功能如下: VKAMOK:电源监视端,当MC33998的电源断开或丢失时,VKAMOK引脚信号变低。 KA_VPWR:电源输入端。 CRES储能电容器连接端。 VPWR:供电输入端,可直接连接到开关电压调节器的MOSFET。 GND:芯片地。 VSW:内部P沟道MOSFET的漏极。 PWROK:电源OK复位端。此端在VDDH、VDDL电压超出其调节范围后变低。 FBKB:降压开关调节器反馈端。 VSUM:误差放大器“求和节点”。 DRVL:驱动输出端,用于驱动外部NPN旁路晶体管的基极。 FBL:VDDL(2.6V)电压调节器的反馈输出端。 VDDH:传感器电路和2.6V线性待机电压调节器驱动电路的电源输入端。 VREF2:传感器参考电压输出端2。 VREF1:传感器参考电压输出端1。 SNSEN:传感器供电使能端,高电平有效,当此管脚为低电平时,传感器电源关闭。 EN:主开关电压调节器使能端,高电平有效,当此管脚为低电平时,电源处于低功耗状态。 VKAM:2.6V待机电压调节器输出端,用以维持存储器的供电需求。 图2 3 内部结构及外围设计 MC33998是一个中功率、多输出的电源集成电路,其内部由5V开关电压调节器、2.6V线性电压调节器、传感器供电电压调节器、待机电压调节器、上电复位定时器、输出电压监视器、电源输出控制等部分组成。其工作电压范围为6V~26.5V,瞬间电压可达40V。它采用非电流敏感模式控制的方法降压,可将开关电压调节器输出直接调至5V。2.6V线性电压调节器可通过一个外部的旁路晶体管来减小MC33998的功耗。MC33998不但可为系统提供5V电源,而且还具有2.6V的待机电压调节器和两个传感器5V供电输出,并且这两个5V输出均可通过芯片内部低阻抗LDMOS晶体管得到保护。该芯片主电源输出和传感器供电输出分别受两个独立的使能端控制,而且对电源的输出还具有监视功能。其内部结构及外围电路设计如图2所示。 4 应用电路 MC33998的开关电压调节器是一个传统的高频(750kHz)逆变换器,它内含P沟道功率MOSFET。其输出电压VDDH被调节在5%26;#177;0.1V,总输出电流为1400mA,可为ECU(电子控制模块)的数字和模拟电路提供电源。图2同时给出了MC33998的典型外围电路连接方式;图3所示是MC33998与微处理器的连接电路。 有些高档微控制器可能含有各种电压调节器,但MPC5XX等高档微处理器系统一般工作负荷较大,内置式电压调节器不利于微处理器的散热。因此,由专门的电源模块为MPC5XX控制系统供电,可以大大提高系统的安全性、可靠性与稳定性。
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