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既要DCDC,又要LDO,还得PCB面积小?一颗国产芯片的终极大招。

3月前浏览715
大伙有没有碰到过这种场景?
你手里有个USB 5V供电的项目,需要两路电源:
  • 一路3.3V,给MCU或者其它对纹波敏感的芯片,电流不大(200mA以内)

  • 一路低电压,比如1.2V、1.8V或者2.5V,给核心、DDR或者IO,电流可能大一些(几百mA),对效率有要求。

以前咋办?上一颗DCDC做低压那路,再上一颗LDO做3.3V。两颗芯片,加上各自的电感电容,板子面积蹭蹭涨。

有没有一颗芯片,能把DCDC的效率、LDO的纹波、小封装的面积全占了?

最近扒了扒沁恒家的小芯片,CH2003就是干这个的。人家直接把DCDC和LDO揉进了一颗SOT23-6里,还集成了过流、过温保护,外围只需要几个电容和一个电感,PCB占用面积大大减少。

说白了,原来两颗芯片干的活,现在一颗包圆了。

01

CH2003芯片介绍

沁恒CH2003的思路很简单:你不是既要又要吗?那我直接内部集成了呗。

供电电压从VIN5引脚进来,芯片内部集成了一个5V转3.3V的LDO,和一个同步降压DCDC。

CH2003K是可调版本,通过FB脚外接两个电阻,输出电压最低能到0.6V。CH2003V和CH2003W是固定版本,内置了分压电阻,输出分别是1.23V和1.13V。

这颗芯片内阻小、效率高,还自带过流、过温保护。适合给MCU、SoC供电,尤其是USB2.0、USB3.0和Type-C这类系统。

两路都从VIN5直接取电,LDO出3.3V,DCDC出你需要的低电压。各干各的,互不牵扯。这样一来,你既得了DCDC的高效率,又得了LDO的低纹波,还不用让LDO承受大压差发热。而且全塞进了一颗SOT23-6里面。

外围有多简单?直接看参考电路

如下是CH2003K参考电路,DCDC输出电压可调。同步 BUCK,节省外部肖特基二极管。外围仅需一个电感、输入输出电容和分压电阻。相比原来两颗芯片,再加两颗芯片本体和各自的外围走线空间,省下来的面积,保守估计30%以上。 Layout工程师看了直呼内行。

如下是CH2003V参考电路,DCDC输出电压固定为1.23V。相比以上电路,外围更精简。

如下是CH2003W参考电路,DCDC输出电压固定为1.13V。

效率能达到多少?来看看规格书

实事求是地说,CH2003不是什么神器。它就是一个高度集成的、针对特定场景优化的小电源芯片。可自动切换 PWM 和 PFM 模式,PFM 模式可在轻载时提高效率。咱们直接看转换效率曲线。

当输入 VIN5 = 4V 或 5V,输出 VOUT = 3.3V 时,效率在93%以上。

当输入 VIN5 = 3.3V 或 5V,输出 VOUT = 1.23V 时,效率在87%以上。

当输入 VIN5 = 3.3V 或 5V,输出 VOUT = 1.13V 时,效率在88%以上。

芯片本身是给5V供电输入小系统用的,输出电流几百毫安是常态。在这个范围内,CH2003的效率完全能接受。而且那路LDO的效率其实取决于负载电流,本身不参与DCDC的变换损耗。

这款芯片主打的是兼具电源效率,低纹波和小体积的赛道。在这个领域里,别人需要两颗芯片才能完成的工作,它只用一颗SOT23-6封装的芯片就全部搞定了。

当然,缺点也得说:如果耐压能再高一点,比如到12V,输出电流能再大一点,比如DCDC到1.5A或者3A以上,覆盖的场景会更多。不过真做成那样,封装和成本也得跟着涨,那就是另一款产品了。

02

另外一颗小芯片:CH213

除了DCDC+LDO这种电源芯片,我还发现了一款带限流功能的低压降理想二极管芯片CH213。这个我之前的文章也跟大家分享过一款TI的芯片,相比之下,沁恒这款性价比更高,也是国产化。

CH213内部集成了过流保护、短路保护、过温保护、电源极性保护这些功能。额定5V、0.5A,支持5V电压下不超过1A的直流应用。输出端过流时能限流,输入电源接反了也能保护后面的负载电路,有些理想二极管接反了会烧坏。

你可以把它理解为:肖特基二极管加上自恢复保险丝,但导通压降比肖特基低得多,过流保护也比保险丝快得多。

沁恒CH213就是专门干这活的。它把防倒灌、限流、防反接三件事打包进了一颗芯片里,包括SOT23-3、SOT23-6、DFN6等封装。

这里重点聊聊防倒灌。我之前也写过类似文章。有些设备会有两路电源输入,其中一路不能影响另一路,这时候防倒灌就很关键。以前遇到这种情况,要么串肖特基,压降大、发热厉害;要么用MOS管搭理想二极管电路,效果好但元件多、占面积。

芯片内部是一个低导通电阻的MOS管,典型160mΩ。VIN高于VOUT时管子打开,电流通过;VIN低于VOUT时管子关断,防止倒灌。压降极小。5V、200mA时典型压降只有32mV,对比肖特基的300mV,差了将近10倍。电池供电设备里,这就是实打实省下来的续航。

自带限流保护。输出超过1.3A时自动限制,短路时限制在250mA左右。响应速度微秒级,比PTC自恢复保险丝的毫秒级快了一个数量级。后级真短路了,它先扛住,给主控争取反应时间。

还能防反接。电源正负极接反了,它自动关断。以前你要防反接,要么串二极管有压降,要么用MOS管搭电路嫌麻烦,CH213一颗搞定。

这里有两个典型场景:

一是USB HUB或开发板的VBUS防倒灌,二是电池供电设备的电源路径选择。另外,任何需要防反接且希望压降小的5V或3.3V系统,也都能用。跟肖特基加保险丝比一下:5V、500mA下,CH213压降80mV,肖特基加保险丝要400mV,功耗差多少,拿欧姆定律一算就明白。

CH213 聊完了,下面顺带说几句他家的另外两款小芯片。

03

顺带提一下

沁恒还出了几款类似的电源小芯片,定位都很明确,咱就简单带一下:

CH2024:28V输入的同步降压DCDC。这是给24V工业总线、PD电源或者电池组用的,输入耐压高,不是5V小系统玩的。如果你的板子输入是24V,要转个5V或者3.3V,可以考虑它。COT架构动态响应好,提供DFN封装,有助提升散热效果。

CH217:USB限流配电开关。USB口对外供电时,怕后级短路拉死前级,就在VBUS路径上串一颗CH217。它能限流,还能控制通断,相当于一个带保护的电子开关。

有时候硬件设计的快乐,不在于用多贵的芯片、堆多复杂的电路,而在于用一颗恰到好处的小芯片,把一个应用场景的痛点解决。

来源:硬件笔记本
电源电路电子芯片控制
著作权归作者所有,欢迎分享,未经许可,不得转载
首次发布时间:2026-06-23
最近编辑:3月前
硬件笔记本
本科 一点一滴,厚积薄发。
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成都的芯片公司?一拉清单,好家伙,是真的多!

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