ZHCSNB5B June   2021  – February 2025 LM25148-Q1

PRODUCTION DATA  

  1.   1
  2. 1 特性
  3. 2 应用
  4. 3 说明
  5. 4 说明（续）
  6. 5 可订购器件型号
  7. 6 引脚配置和功能
    1. 6.1 可润湿侧翼
  8. 7 规格
    1. 7.1 绝对最大额定值
    2. 7.2 ESD 等级 
    3. 7.3 建议运行条件
    4. 7.4 热性能信息
    5. 7.5 电气特性
    6. 7.6 典型特性
  9. 8 详细说明
    1. 8.1 概述
    2. 8.2 功能方框图
    3. 8.3 特性说明
      1. 8.3.1  输入电压范围 (VIN)
      2. 8.3.2  高压偏置电源稳压器（VCC、VCCX、VDDA）
      3. 8.3.3  精密使能端 (EN)
      4. 8.3.4  电源正常监视器 (PG)
      5. 8.3.5  开关频率 (RT)
      6. 8.3.6  双随机展频 (DRSS)
      7. 8.3.7  软启动
      8. 8.3.8  输出电压设定值 (FB)
      9. 8.3.9  最短可控导通时间
      10. 8.3.10 误差放大器和 PWM 比较器（FB、EXTCOMP）
      11. 8.3.11 斜率补偿
      12. 8.3.12 电感器电流检测（ISNS+、VOUT）
        1. 8.3.12.1 分流电流检测
        2. 8.3.12.2 电感器 DCR 电流检测
      13. 8.3.13 断续模式电流限制
      14. 8.3.14 高侧和低侧栅极驱动器（HO、LO）
      15. 8.3.15 输出配置 (CNFG)
      16. 8.3.16 单输出双相运行
    4. 8.4 器件功能模式
      1. 8.4.1 睡眠模式
      2. 8.4.2 脉冲频率调制和同步 (PFM/SYNC)
      3. 8.4.3 热关断
  10. 9 应用和实施
    1. 9.1 应用信息
      1. 9.1.1 动力总成元件
        1. 9.1.1.1 降压电感器
        2. 9.1.1.2 输出电容器
        3. 9.1.1.3 输入电容器
        4. 9.1.1.4 功率 MOSFET
        5. 9.1.1.5 EMI 滤波器
      2. 9.1.2 误差放大器和补偿
    2. 9.2 典型应用
      1. 9.2.1 设计 1 - 高效率 2.1MHz 同步降压稳压器
        1. 9.2.1.1 设计要求
        2. 9.2.1.2 详细设计过程
          1. 9.2.1.2.1 使用 WEBENCH® 工具创建定制设计方案
          2. 9.2.1.2.2 降压电感器
          3. 9.2.1.2.3 电流检测电阻
          4. 9.2.1.2.4 输出电容器
          5. 9.2.1.2.5 输入电容器
          6. 9.2.1.2.6 频率设置电阻器
          7. 9.2.1.2.7 反馈电阻器
          8. 9.2.1.2.8 补偿器件
        3. 9.2.1.3 应用曲线
      2. 9.2.2 设计 2 – 高效 440-kHz 同步降压稳压器
        1. 9.2.2.1 设计要求
        2. 9.2.2.2 详细设计过程
        3. 9.2.2.3 应用曲线
      3. 9.2.3 设计 3 – 双相 400kHz 20A 同步降压稳压器
        1. 9.2.3.1 设计要求
        2. 9.2.3.2 详细设计过程
        3. 9.2.3.3 应用曲线
    3. 9.3 电源相关建议
    4. 9.4 布局
      1. 9.4.1 布局指南
        1. 9.4.1.1 功率级布局
        2. 9.4.1.2 栅极驱动布局
        3. 9.4.1.3 PWM 控制器布局
        4. 9.4.1.4 热设计和布局
        5. 9.4.1.5 接地平面设计
      2. 9.4.2 布局示例
  11. 10器件和文档支持
    1. 10.1 器件支持
      1. 10.1.1 开发支持
        1. 10.1.1.1 使用 WEBENCH® 工具创建定制设计方案
    2. 10.2 文档支持
      1. 10.2.1 相关文档
        1. 10.2.1.1 PCB 布局资源
        2. 10.2.1.2 热设计资源
    3. 10.3 接收文档更新通知
    4. 10.4 支持资源
    5. 10.5 商标
    6. 10.6 静电放电警告
    7. 10.7 术语表
  12. 11修订历史记录
  13. 12机械、封装和可订购信息

封装选项

机械数据 (封装 | 引脚)
散热焊盘机械数据 (封装 | 引脚)
订购信息

9.4.2 布局示例

图 9-36 显示了具有分立式功率 MOSFET（Q1 和 Q2）的同步降压稳压器的单面布局，采用 SON 5mm × 6mm 外壳尺寸。功率级被 GND 焊盘几何形状包围以在需要时连接 EMI 屏蔽。该设计采用 PCB 的第 2 层作为顶层正下方的电源环路返回路径，以构成约 2mm² 的小面积开关电源环路。这个环路面积也就是说寄生电感必须尽可能小，从而尽可能地减少 EMI 以及开关节点电压过冲和振铃。

如高频电源环路电流从 MOSFET Q1 和 Q2，再经过第 2 层上的电源接地平面，然后通过 0603 陶瓷电容器 C15 至 C18 流回至 VIN。垂直环路配置中沿相反流动的电流提供了场自相抵消效果，从而减少了寄生电感。图 9-38 中的侧视图展示了在多层 PCB 结构中构成自相抵消的薄型环路这一概念。图 9-37 中所示的第 2 层（GND 平面层）在 MOSFET 正下方提供了一个连接到 Q2 源极端子的紧密耦合电流返回路径。

靠近 Q1 的漏极并联四个具有 0402 或 0603 小型外壳尺寸的 10nF 输入电容器。小尺寸电容器的低等效串联电感 (ESL) 和高自谐振频率 (SRF) 可以带来出色的高频性能。这些电容器的负端子通过多个直径为 12mil (0.3mm) 的过孔连接到第 2 层（GND 平面），从而最大限度地减少寄生环路电感。

LM25148-Q1 PCB 顶层 – 高密度单面设计图 9-36 PCB 顶层 – 高密度单面设计

用于提高抗噪性和降低 EMI 的附加准则如下：

  • 对 LM25148 控制器进行接地连接，如 图 9-36 中所示。为所有高功率组件创建直接连接的电源接地、为敏感模拟组件创建模拟接地平面。AGND 的模拟接地平面与 PGND 的电源接地平面都必须在 IC 正下方单点连接至裸片连接焊盘 (DAP)。
  • 使用较短的铜连接（无过孔）将 MOSFET（开关节点）直接连接到电感器端子，因为该网络具有高 dv/dt 并且会增加辐射 EMI。开关节点连接的单层布线意味着具有高 dv/dt 的开关节点过孔不会出现在 PCB 的底部。这样可以避免在 EMI 测试期间电场耦合到参考接地层。VIN 和 PGND 平面覆铜屏蔽了将 MOSFET 连接到电感器端子的多边形，从而进一步减少了辐射 EMI 信号。
  • 将 EMI 滤波器 元件放置在 PCB 底部，使元件与顶部的功率级元件隔离开来。
LM25148-Q1 电源元件正下方的第 2 层完整接地平面图 9-37 电源元件正下方的第 2 层完整接地平面
LM25148-Q1 具有低 L1-L2 层内间距的 PCB 堆叠原理图 请参阅通过优化的功率级布局免费提升高电流直流/直流稳压器性能 了解更多详细信息。图 9-38 具有低 L1-L2 层内间距的 PCB 堆叠原理图 (1)