D5209是一款专为升压、升降压设计的单片集成电路可在DC5V到40V输入电压范围工作低纹波 内置功率MOS 。D5209内置固定频率振荡器与频率补偿电路简化了电路设计。PWM控制环路可以调节占空比从0~90%之间线性变化。 内置过电流保护功能与EN脚逻辑电平关断功能。D5209采用TO263-5的封装形式封装。引脚配置01内部原理介绍D5209内部框图与管脚排列图D5209采用内部集成180KHz频率的振荡源给到内部NMOS开关管内部NMOS漏极控制外部电感充放电流。VIN引脚输入5V~40V电源电压经过内部LDO变压3.3V给逻辑控制部分供电变压1.25V给到FB参考电平。EN引脚也经过内部LDO变压用于控制逻辑电路部分是否动作。当外部输出部分的采样电阻分压超过1.25V的FB参考电平时内部逻辑控制部分停止给NMOS栅极开关振荡信号低于1.25V的FB参考电平又启动内部逻辑控制部分给NMOS栅极开关信号。以此反复维持输出部分的电压平衡。同时内部NMOS的源极串联了一个采样电阻用于检测主回路电感充电时的电流再经过内部放大器采样电流用于判断是否过载以及限制最大输出功率。02应用原理图1、系统典型应用(VIN5V,VOUT12V)案例2、系统拓展应用(VIN5V,VOUT±12V)案例3、系统拓展应用原理分析如上图所示拓展应用的原理图相比较boost典型应用原理图多出来一部分升负压电路部分并且负压输出的绝对值与正压一致。同时在boost部分多出来一个肖特基二极管D2。5V升压12V按照升压特性公式:其中duty为内部NMOS的导通占空比Vds为内部NMOS的导通压降Vf为肖特基二极管的正向导通压降。按照以上特性可以计算出实际占空比为常规boost升压内部MOS管的导通压降约110mV~120mV,肖特基二极管的实际导通压降约500mV.按照以上的输入输出电压VIN5V,VOUT12V可以计算出来实际占空比为该占空比duty比较接近理想掌控比50%SW的高电平电压VHVOUT2Vf12V2×0.5V13VSW的低电平电压VLGNDVds0.12V因此SW的电压变化状态在0.12V到13V之间。对于-12V输出回路而言SW电平为VH时为C3充电13V-0.5V维持C3下正上负的电压12.5V.而当SW为低电平式C3电压不能突变依然维持在下正上负的12.5V此时D4的负极电位也被强制拉低到-12.5V再加上D4的正向导通压降0.5V输出VOUT-12.5V0.5V-12V。这部分由方波振荡以及双二极管和稳压电容构成的电源拓扑图行业内称之为电荷泵Charge pump架构。03典型应用场景1. 运算放大器运放供电绝大多数交流信号、音频、传感器小信号放大运放必须用正负电源供电。正电源给运放内部上管供电负电源让输出电压能下探到负压过零点不失真场景信号放大、滤波、仪表放大、PID 控制板、模拟控制板。2. 交流 / 音频电路、功放电路音频信号本身有正有负单电源只能抬电位正负电源直接还原完整波形。功放、前级放大、信号调理板输出波形无削顶、无失真。3. 精密传感器、工业仪表、采集系统压力、温度、流量、差分传感器、毫伏级微弱信号采集传感器本身输出正负差分信号需要正负电源提供偏置提高精度、抑制噪声、降低温漂。4.半导体设备、单晶长晶炉、晶圆设备电极偏置电源坩埚、籽晶、屏蔽电极需要正偏、反偏电压用来约束电场、抑制杂质、控制熔体界面静电吸附、离子约束、等离子体偏置炉体控制系统模拟板、高精度 PID 调节全部用 ±15V 电源高压源前端辅助供电、缓冲电路供电。5. 伺服驱动、PLC 模拟模块、工控 IO 板卡工控内部模拟量模块AI/AO4~20mA 电流环、0~±10V 模拟量输出需要正负电源实现双向电压输出。6. MOS 管、IGBT 驱动偏置电路、大功率开关管驱动。7.激光驱动、光电探测、APD 雪崩光电二极管APD 探测器必须反向负压偏置才能工作同时后端放大用正电源整套就需要同时正负输出。8. 医疗设备、心电 / 脑电检测仪器生物电信号本身围绕 0V 上下浮动正负信号必须双极性电源才能完整采集。9. 逆变器、UPS、有源滤波、双向电源母线偏置、中点电位平衡、双向电流控制需要正负轨。10. 继电器、电磁线圈双向吸合、磁偏置电路双向励磁、正反极性控制。