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IP2501 超低功耗的 400mA 高效同步升压转换器

news 2026/5/5 20:28:26

1特性

超低静态功耗，典型工作电流1.5μA

超低工作电压到0.9V，宽范围输入工作电压0.7V-5.5V

宽范围可调输出电压高达5.5 V

效率最高达96%

输出电压精度±2%

最大400mA输出电流

内部集成同步整流开关

输出真关断

过温保护

短路保护

SOT23-6封装

2应用

 一节、两节和三节碱性、镍镉或镍氢电池供电设备

 单节锂电池供电设备

 TWS 充电仓

 可穿戴设备

 移动互联网设备（MID）

3简介

IP2501 是一款采用固定工作频率的高效升压转换器，主要针对采用单节、双节或三节碱性电池、镍镉电池或镍氢电池供电的产品或单节锂离子电池供电的设备或锂聚合物电池供电的产品提供了一款电源解决方案。为宽负载电流范围内保持高效率，在低负载电流条件下时，转换器退出固定开关模式，降低开关频率，IP2501 进入低输出功率省电模式，以在宽负载电流范围内保持高效率。通过外部反馈电阻，可宽范围的满足客户所需的电压要求。转换器停止工作期间将负载与电池完全断开，避免了需要一个外部 MOSFET及其控制电路来断开输出输入并提供可靠的输出过载保护，确保过负载不会对电池带来损坏。转换器低于 1.5μA 低静态电流，保证关断时期的电池容量。

IP2501 采用 6 引脚薄型 SOT23-6 封装。

4引脚定义

5极限参数

6推荐工作条件

7电气特性

8功能描述

系统框图

概述

IP2501 是一种高效的同步升压变换器，其静态电流低至 1.5μA, 集成了低导通电阻开关 MOSFET 和同步整流 MOSFET。采用了固定频率的峰值电流模控制方式，检测 NMOS 开关的峰值电流，以限制流过开关和电感的最大电流。芯片过温保护防止芯片过热，以防过度功耗。

同步整流及关断

IP2501 集成了 N 沟道和 P 沟道 MOSFET 管，实现同步整流。由于用低 R

DSONPMOS 开关代替了常用的离散肖特基整流器，功率转换效率达到 90%以上。在 IP2501 停止工作期间，特殊的衬底选择电路将负载从输入端断开，实现输入输出真关断。在转换器未启动时（EN=0），特殊的衬底选择电路可完全断开输入和输出电路。在设计中不添加其他部件，以确保电池与转换器输出断开，保证在关闭转换器期间电池不会漏电到输出。

超低功耗工作模式（Burst Mode）

传统的变换器，即使在输出负载很小的情况下，定频PWM会带来开关损耗。在轻负荷时，这种损耗很突出，因此轻载效率很低。IP2501能在两种不同模式下自动切换工作。轻载时，当电感电流为零时，自动进入 Burst Mode，提高效率。在省电模式下，转换器只在输出电压低于设定的阈值电压时工作，用一个或多个脉冲维持输出电压。在这种情况下，通过使设备在轻载期间进入省电模式来提高效率，空载静态电流可以低至 1.5uA。如果输出功率需求增加，当电感谷底电流大于零，转换器进入固定频率的PWM模式。

输出电压设置

输出电压的设置方式如下所示：

如果 IP2501 在出厂设置中设置为外部反馈时，输出电压可以通过外部电阻分压器进行调节，如下电路图所示，其中输出电压可设定的值最大推荐为 5.5V。当外部反馈设定输出电压，建议 R2 为 150K或更小，但注意用 R1 和 R2 设定输出电压时，会增加整体功耗。输出电压由下列公式设定：

这里 VRef=1.215V。如果输入电压高于输出电压设定值时，输出电压会跟随输入电压变化，和输入电压维持 200mV 压差。

启动和关断

当IP2501启动时，内部的启动从预充电阶段开始。在预充电期间，整流开关打开，直到输出接近输入电压值。在此阶段，整流开关限流典型值为 1A，该电路也用于输出端短路条件下的输出限流。输出被预充电到输入电压后，切换到 boost软启动，直到输出到设定值；如果有重负载，则电感峰值限流典型值1A。

启动时序如图5，图6所示：其中TA<100us。EN引脚内部为弱上拉，如果EN引脚浮空，芯片默认使能。

IP2501 内部嵌入了输出电压泄放电路：当 EN 关断时，内部泄放电路开关打开，输出到地之间接入约为100Ω的电阻快速对输出放电(如图 7)；如果 VIN UVLO 关断，此时 EN 一直为高，内部泄放电路将不会工作(如图 8)。

保护

IP2501集成输入欠压（VIN UVLO），LDO限流，电感电流峰值限流，输出过流短路和过温保护功能，保证芯片在异常应用情况下不会损坏。

VIN欠压保护（VIN UVLO）

当转换器正常工作期间，如果VIN电压高于0.9V，转换器自动启动，如果VIN电压低于0.7V，IP2501关断输出。