SP1220F_最新Datasheet

宽输入电压范围CC/CV同步降压控制器

DATA SHEET

SP1220F

深圳市芯派科技有限公司

版本号：V2.6

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SP1220F

宽输入电压范围CC/CV同步降压控制器

一．概述

SP1220F是一款同步降压型PWM控制器，该控制器可驱动双路输出8A（4A+4A）负载电流。设计允许SP1220F在9V到40V宽输入电压范围内工作。通过将COMP/EN引脚逻辑电平拉低来实现外部关断功能，并进入待机模式。外部补偿使反馈控制环路具有良好的线压调整率和负载调整率，且外围设计灵活。

SP1220F可以工作在CC（恒流输出）或CV（恒压输出）两种模式，过流保护(OCP)电流值可以通过外部电流检测电阻设置。同时芯片提供完善的保护机制，具体包括：输出过流保护、输出短路保护、输出过压保护、过温保护。

SP1220F芯片采用MSOP10封装，仅需较少的外部器件即可正常工作。

二．特性

 宽电压输入范围：9～40V

 基准电压精度（Vref=1.0V）：±2.0%  双通道CC/CV模式  双通道外部限流  内置软启动时间：3ms

 固定频率：120KHz，易于EMI设计

 输入欠压保护（最小7 V，典型7.5V，最大8V）  占空比范围：0～95%

 COMP引脚同时实现外部补偿和关断控制  输出可使用陶瓷电容

 可调整输出线缆压降补偿(SP1220F补偿电压最大可设置到1.2V)  过温保护(OTP)、输出过压保护、输出过流保护、输出短路保护  MSOP10封装

三．应用

 汽车充电器  高亮度LED照明  便携式设备供电电源

 具有限流功能的通用DC/DC控制器

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四、极限参数（TA=25℃）

参数 符号 值 VIN 输入电压 -0.3到+43 BS到LX -0.3到+7 LX到GND -1到+VIN+1 BS,UG到GND Vsw -0.3到Vsw +7 FB,COMP,LG,SEN1，SEN2到GND -0.3到+7 ±2K ESD HBM(人体模式) ±200 ESD MM(机械模式) PD (TJ –TA)/θJA 功耗，PD＠TA=25℃ θJC 43 从结到塑封体的热阻 θJA 135 从结到环境的热阻 注：器件工作条件超过上表中列出的范围时可能造成器件的永久损坏或功能异常。 单位 V V V V V V V W ℃/W ℃/W 五、推荐使用条件

参数 存储温度 结温 工作温度 焊接温度（焊接时间10秒） 符号 TST TJ TOP 值 -65到+150 -40到+150 -40到+85 260 单位 ℃ ℃ ℃ ℃ 六、功能框图

1.2V????????????????????0.4V??VREF?????????????10.1VSEN20.1V????2?????????120KHz????GNDLGLXUG????5VBSVIN0.36VFB????COMPSEN1

图1.SP1220F功能框图

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七、引脚分布

VINCOMPFBSEN2SEN112345109876BSLXUGLGGND

图2. SP1220F管脚分布图

管脚号 1 2 管脚名称 VIN COMP 描述 电源输入脚。VIN接旁路电容1µF到GND，电容尽可能靠近转换器。 误差放大器输出脚。COMP是误差放大器输出端和PWM比较器正相输入端。COMP和FB共同补偿控制器的电压控制反馈回路。将COMP脚拉低至0.4V以下即可关断控制器和振荡器，同时使UG和LG输出维持低电平。 输出电压反馈脚。反馈电压为1V，在输出和地之间接分压电阻来设置输出电压。 电流采样输入脚2。当SEN2脚电压大于电流采样电压时，将会触发OCP功能。 电流采样输入脚1。当SEN1脚电压大于电流采样电压时，将会触发OCP功能。 地脚。 下管栅极驱动输出脚。 上管栅极驱动输出脚。 电源开关信号输出脚，外接电感。 自举脚。该管脚给内部上管MOSFET栅极驱动器提供电源。在BS端和LX端接100nF电容。 SP1220F3 4 5 6 7 8 9 10 FB SEN2 SEN1 GND LG UG LX BS www.sinp ie.cn DBM-DS-0076-260 SP-QRD-CF02-01

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八、电气参数

VIN=12V TA=25℃（除非其他说明）

参数 输入电压 输入电流 VIN POR阈值 振荡器 PWM频率 最小导通时间 占空比范围 基准电压和软启动 反馈电压 反馈电压精度 线压补偿电流 软启动时间 误差放大器 COMP关断阈值电压 COMP源电流 COMP吸电流 电流采样放大器 SEN1或SEN2阈值电压 前级驱动(设计保证) UG驱动 LG驱动 死区时间 保护功能 过温关断 过温迟滞 短路反馈电压 循环周期 符号 VIN ICCQ ICC ICC VINRTH VINFTH FOSC TON-MIN Duty VREF IFB TSS VSEN source sink source sink TSD TSDHYS VSCP 测试条件 COMP/EN=GND VIN=12V ,VOUT=5V,空载 VIN=30V, VOUT=5V,空载 VIN 上升 VIN 下降 VSEN1 或VSEN2=100mV VCOMP= VCOMP_H-1V VCOMP=1V UG低到LG高 LG低到UG高 - - - 95 - - - - - - 0.4 -250 250 100 12 2 26 2 60 80 160 40 0.4 0.5 - - - 105 - - - - - - V uA uA mV Ω Ω Ω Ω ns ns ℃ ℃ V s 最小值 9 - - - 7 6.5 96 - 0 - -2 - 典型值 - 2 7 12 7.5 7 120 200 1.0 5 3 最大值 单位 40 V - mA - mA 18 mA 8 V 7.5 V 144 - 95 - +2 - KHz ns % V % uA ms

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九、典型应用

图3. SP1220F典型应用电路(VOUT=5V，IOUT=4.8A)

RS1、RS2取值由客户所需要的限流电流Ilimt决定：RS1(或RS2)=VSEN/Ilimt，其中VSEN典型值为100mV。 注：如果只用一路输出限流，那么另外一个SEN脚要接GND。

图4. SP1220F USB口接法典型应用电路

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功率管选型建议：

SP17N04DF用于4.2A及4.2A以下应用方案，功率管参数指标： BVDSS RDS(ON) VGS(th) MOS1 40V 1.5V 29 m MOS2 40V 1.5V 15 m 功率管封装：SOP8 D1S1G1S2G212348D17D16D2G15D2S1S2G2D2ID 5.5A 10A 管脚分布 内部结构

上管SP28N04SF+下管SP14N04SF用于4.2A~4.8A应用方案，功率管参数指标： BVDSS RDS(ON) VGS(th) ID SP28N04SF 40V 1.5V 5.5A 25.6 m SP14N04SF 40V 1.5V 10A 11.6 m 功率管封装：SOP8 DSSSG12348765DDDDSG管脚分布 内部结构

上管SP14N04ST+下管SP14N04ST用于4.8A~6A应用方案，功率管参数指标： BVDSS RDS(ON) VGS(th) ID SP14N04ST 40V 1.5V 42A 11.5 m 功率管封装：TO-252-2L DDGGDSS管脚分布 内部结构

上管SP08N04ST+下管SP08N04ST用于6A~8A应用方案，功率管参数指标： BVDSS RDS(ON) VGS(th) ID SP08N04ST 40V 1.5V 60A 7.2 m 功率管封装：TO-252-2L DDGGDSS管脚分布 内部结构

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十．功能描述

1. CC/CV控制模式

SP1220F具有具有CC/CV功能，即恒流输出控制模式和恒压输出控制模式。该功能可通过调整外部限流电阻设置限流点。恒压输出控制模式下，输出电压精度可控制在±2%；恒流输出控制模式下，输出电流精度可控制在±5%。

2. 过流保护功能

SP1220F一直监控电流采样电阻（RSENSE）上的压降，一旦该压降超过OCP值，OCP功能就会关闭转换器。芯片的限流点可通过外部电阻（RSENSE）来设置限流值，限流值的计算公式如下：

CurrentLimit(A)3. 软启动

100mV

RSENSESP1220F内置软启动功能，该功能是用来控制输出电压上升速率和启动过程中的尖峰电流。典型的软启动时间约为3ms。

4. 上电复位

上电复位电路监控输入电压。当输入电压高于7.5V时，转换器开始工作，一旦输入电压低于6.5V 转换器将会关断。

5. 过温保护

SP1220F具有过温保护功能。当结温超过160℃，OTP就会关断转换器。一旦结温冷却下降超过40℃时，转换器将重新开始工作。

6.输出短路保护

SP1220F具有输出短路保护功能。当Vout短路时（VFB<0.4V），自启模块开始工作，逐周期的重启转换器。循环周期由内部计数器设置。

35mS500mS

图5. 短路保护时间间隔

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十一．应用指南

1.输出电压设置

VOUTR1SP1220FFBR2

图6. 输出电压设置

图6所示为设置输出电压的连接图。根据输出电压选择合适比例的两个反馈电阻R1和R2。典型应用中选取R2≈1K，R1由以下等式决定。

VOUTR1R21

VFB

2.输出线电阻补偿

为了补偿在充电器输出线缆上产生的线压降，SP1220F集成了一个简单的、用户可编程的输出线缆压

降补偿功能，通过FB脚的高侧分压电阻来补偿。通过图7所示的曲线来选取合适的反馈电阻值用于线压补偿。RFB1是高侧分压电阻。取VSEN1或VSEN2中较大的一个值。

VRVOUT(1FB1)VFBRFB1(SEN1uA)

RFB216.6K

图7. 12VIN 5VOUT 线缆补偿（RS=33mΩ）

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3.电感选择

电感为输出负载维持连续的电流。电感电流纹波由电感量决定：

更大的电感量能够减小电流纹波的峰峰值。较大的电感量会增加电感磁芯尺寸和串联电阻，且会降低电流处理能力，所以要在电感磁芯尺寸和串联电阻之间进行折中考虑。通常，根据纹波电流的需要来选取电感值L：

LVOUTVINVOUTVINfLXIOUTMAXKRIPPLE

在这里VIN是输入电压，VOUT是输出电压，fLX是开关频率，IOUTMAX是最大输出电流，KRIPPLE是纹波因数。在典型应用中，选择KRIPPLE=30%相当于峰峰值纹波电流为最大输出电流的30%。

有了电感量，电感峰值电流为IOUT×(1+KRIPPLE/2)。要确保电感的峰值电流低于转换器的限流点。最后，选择合适磁芯尺寸以至于电感不会在达到电感峰值电流时饱和。

4.输入电容

输入电容用来维持转换器输入端电源上的纹波足够低，需要谨慎选择。推荐使用低ESR电容。在开关期间，一旦有大电流流入或流出该电容时，它的ESR会影响效率。

输入电容需要高于100uF。最佳选择是陶瓷类型电容，然而，假如RMS电流纹波率高于输出电流的50%，也可以使用低ESR钽电容或者是电解电容类型。输入电容应尽量靠近转换器的VIN和GND管脚，且走线尽可能短。假设使用钽电容或电解电容类型时，如果在转换器旁放置一个1uF陶瓷贴片电容，那么钽电容或电解电容可以远离转换器。尤其C2电容应该尽量紧靠转换器的VIN管脚。

5.输出电容

同样需要低ESR输出电容来保证低输出电压纹波。输出电压纹波为：

VRIPPLEIOUTKRIPPLERESRVIN 228fLXLCOUT这里的IOUTMAX是最大输出电流，KRIPPLE是纹波因数，RESR是输出电容的等效串联电阻(ESR)，fLX是开关频率，L是电感量，COUT是输出电容。假设使用陶瓷电容，RESR很低不会影响纹波。因此，用陶瓷电容时可以用更低的电容值。假设使用钽电容或电解电容时，那么纹波由RESR和纹波电流的乘积决定。如果是那样的话，就要选择低ESR的输出电容。

对于陶瓷输出电容，选择典型值为470uF的电容；对于钽电容或电解电容，请选择ESR小于50mΩ的电容。

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6.PCB布线建议

1. LX的节点PCB走线定义，因为LX节点连接开关MOS管的源端，整流MOS管的漏端以及电感的高压端，所以PCB的走线应该尽可能地短和宽。

2. 所有敏感模拟信号，如SEN1，SEN2，COMP和FB的走线必须远离高压开关节点如LX，UG，LG以避免耦合。

3. C2输入旁路电容应尽量靠近VIN脚。

4. 连接驱动器上管或下管的栅极走线都应尽可能短来减小寄生电感。建议使用0.65mm（25mils）或更宽的走线。

5. 输入电容，输出电容及下管的源端的地尽可能靠近。信号地和电源地应该紧靠转换器。

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十．封装外形

符号 A A1 A2 b C D E E1 e L y θ 最小值 - 0 0.75 0.17 0.08 2.9 4.8 2.9 0.4 - 0° 尺寸规格(毫米) 中心值 - 0.08 0.86 0.21 0.16 3 4.9 3 0.50 BSC 0.6 - 3° 最大值 1.1 0.15 0.95 0.33 0.23 3.1 5 3.1 0.8 0.1 8° 最小值 - 0 0.03 0.009 0.003 0.114 0.1 0.114 0.016 - 0° 尺寸规格(英寸) 中心值 - 0.003 0.033 0.012 0.006 0.118 0.193 0.118 0.020 BSC 0.024 - 3° 最大值 0.043 0.006 0.037 0.015 0.009 0.122 0.197 0.122 0.031 0.004 8°

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