概述

ML2801系列產品是一種高效率、低紋波、工作頻率高的PFM升壓DC-DC變換器。

ML2801系列產品僅需要四個元器,就可完成將低輸入的電池電壓變換升壓到所需的工作電壓，非常適合於便攜式1～4 節普通電池應

用的場合。

電路采用瞭高性能、低功耗的參考電壓電路結構，同時在生產中引入修正技術，保證瞭輸出電壓的高輸出精度及低溫度漂移。 

ML2801可提供SOT-23-3, SOT-23-5, SOT-89封裝形式,SOT23-5封裝內置EN使能端，可控制變換器的工作狀態，可使它處於關斷省電狀態，功耗降至最小。

訂貨信息

• Ø       最高工作頻率:260KHz       
• Ø       最高效率    
• Ø       低紋波，低噪聲

應用范圍 

1～3個乾電池的電子設備,如：電子詞典、數位相機、LED手電筒、LED燈、血壓計、MP3、遙控玩具、無線耳機、無線鼠標鍵盤、醫療器械、防丟器、汽車防盜器、充電器、VCR、PDA等手持電子設備

應用指引

ML2301是一款BOOST 結構、電壓型PFM控制模式的DC-DC轉換電路。芯片內部包括輸出電壓反饋和修正網絡、啟動電路、震蕩電路、參考電壓電路、PFM 控制電路、過流保護電路以及功率管。ML2801所需的外部元器件非常少，隻需要一個電感、一個肖特基二極管和輸入輸出電容就可以提供2.5V~6.0V 的穩定的低噪聲輸出電壓。

PFM控制電路是GW2801的核心，該模塊根據其他模塊傳遞的輸入電壓信號、負載信號和電流信號來控制功率管的開關，從而達到控制電路恒壓輸出的作用。在PFM控制系統中，固定震蕩頻率和脈寬，穩定的輸出電壓是根據輸入-輸出電壓比例以及負載情況通過削脈沖來調節在單位時間內功率管導通時間來實現。震蕩電路提供基準震蕩頻率和固定的脈寬。參考電壓電路提供穩定的參考電平。並且由於采用內部的修正技術，保證瞭輸出電壓精度達到±2.5%，同時由於參考電壓經過精心的溫度補償設計考慮，使得芯片的輸出電壓的溫度漂移系數小於100ppm/℃。高增益的誤差放大器保證瞭在不同輸入電壓和不同負載電流情況下穩定的輸出電壓。為瞭減小輸出電壓的紋波和噪聲，誤差放大器采用施密特比較器結構，同時具備很快的響應速度。

BOOST結構DC-DC轉換器的功率損耗主要是由於電感的寄生串聯電阻、肖特基二極管的正向導通壓降、功率管的導通電阻以及控制功率管信號的驅動能力這四個方麵，當然芯片本身消耗的靜態功耗在低負載的情況下也會影響轉換效率。為瞭獲得較高的轉換效率，除瞭用戶選擇合適的電感、肖特基二極管和電容外，芯片內部的功率管導通電阻也非常小。功率管有驅動能力很強的驅動電路驅動，保證功率管開關時的上升沿和下降沿很陡，大大減小瞭開關狀態時的功率損耗。

外圍元器件選擇

如上所述，電感、肖特基二極管會很大程度地影響轉換效率，電容和電感會影響輸出的紋波。選擇合適的電感、電容、肖特基二極管可以獲得高轉換效率、低紋波、低噪聲。在討論之前，定義

（1）電感選擇

電感值有以下幾個方麵需要考慮：

首先是需要保證能夠使得BOOST DC-DC在連續電流模式能夠正常工作需要的最小電感值Lmin，

該公式是在連續電流模式，忽略其他諸如寄生電阻、二極管的導通壓降的情況下推導出的，實際的值還要大一些。如果電感小於Lmin，電感會發生磁飽和，造成DC-DC 電路的效率大大下降，甚至不能正常輸出穩定電壓。其次，考慮到通過電感的電流紋波問題，同樣在連續電流模式下忽略寄生參數，

當L 過小時，會造成電感上的電流紋波過大，造成通過電感、肖特基二極管和芯片中的功率管的最大電流過大。由於功率管的不是理想的，所以在特別大的電流時在功率管上的功率損耗會加大，導致整個DC-DC 電路的轉換效率降低。第三，一般來說，不考慮效率問題，小電感可以帶動的負載能力強於大電感。但是由於在相同負載條件下，大電感的電流紋波和最大的電流值小，所以大電感可以使得電路在更低的輸入電壓下啟動。（以上均是在相同的寄生電阻條件下推導出的結論）GW2301的工作頻率高達260KHz，目的是為瞭能夠減小外部的電感尺寸，GW2801隻需要4.7uH以上的電感就可以保證正常工作，但是輸出端如果需要輸出大電流負載（例如：輸出電流大於50mA），為瞭提高工作效率，建議使用較大電感。同時，在大負載下，電感上的串聯電阻會極大地影響轉換效率，假設電感上的電阻為rL，負載電阻Rload，那麼在電感上的功率損耗大致如下式計算：

例如當輸入1.5V，輸出3.0V，負載20Ω（150mA），rL=0.5Ω，效率損失10%。綜合考慮，建議使用33uH、

（2）輸出電容選擇

不考慮電容的等效串聯電阻（ESR），輸出電壓的紋波為：

所以為瞭減小輸出的紋波，需要比較大的輸出電容值。但是輸出電容過大，就會使得系統的反應時間過慢,成本也會加大。所以建議使用22uF電容，如果需要更小的紋波，則需要更大的電容。如果負載較小（10mA 左右），可以使用較小電容。

當考慮電容的ESR 時，輸出紋波就會增加：

當大負載的時候，由於ESR 造成的紋波將成為最主要的因素，可能會大大超過100mV。同時，ESR又會增加效率損耗，降低轉換效率。所以建議使用ESR 低的鉭電容，或者多個電容並聯使用。

（3）二極管有選擇

用於整流的二極管對DC-DC的效率影響很大，雖然普通的二極管也能夠使得DC-DC 電路工作正常，但是會降低5~10%的效率，所以建議使用正向導通電壓低、反應時間快的肖特基二極管，例如1N5817、1N5819、1N5822 等。

（4）輸入電容

電源穩定，即使沒有輸入濾波電容，DC-DC 電路也可以輸出低紋波、低噪聲的電流電壓。但是當電源離DC-DC 電路較遠，建議在DC-DC 的輸入端加上10uF 以上的濾波電容，用於減小輸出的噪聲。

典型特性曲線

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