LM25148-Q1 42V、汽车类、具有超低 I_Q 和双随机展频的同步降压直流/直流控制器

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1 特性

符合面向汽车应用的 AEC-Q100 标准：
- 器件温度等级 1：–40°C 至 +125°C 环境工作温度范围
功能安全型
- 可提供用于功能安全系统设计的文档
集成式 EMI 缓解
- 可选双随机展频 (DRSS) 特性，可在低频和高频频带上增强 EMI 降低性能
- 针对 CISPR 25 5 级要求进行了优化
多功能同步直流/直流降压控制器
- 宽输入电压范围为 3.5V 至 42V
- 1% 精度、固定 3.3V/5V/12V 或 0.8V 至 36V 可调输出电压
- 150°C 最大结温
- 2.3µA 关断模式电流
- 9.5µA 空载睡眠电流
- 内部 3ms 软启动斜坡
- 最多可堆叠两个相位
- 内部自举二极管
开关频率范围为 100kHz 至 2.2MHz
- 同步输入和同步输出功能
固有保护特性，可实现稳健设计
- 内部断续模式过流保护
- 使能和 PGOOD 功能
- VCC、VDDA 和栅极驱动 UVLO 保护
- 内部或外部环路补偿
- 具有迟滞功能的热关断保护
使用 LM25148-Q1 并借助 WEBENCH® Power Designer 创建定制设计方案

2 应用

3 说明

LM25148-Q1 是一款 42V 超低 I_Q 同步降压直流/直流控制器，适合高电流单输出应用。该控制器使用峰值电流模式控制架构，可实现简单环路补偿、快速瞬态响应和出色的负载和线路调节性能。LM25148-Q1 可设置为以两相模式（并联输出）运行，实现精确的电流共享，适合高电流应用。该器件可在低至 3.5V 的输入电压和接近 100% 的占空比（如果需要）下运行。

LM25148-Q1 具有一种独特的 EMI 降低特性，称为双随机展频 (DRSS)。将低频三角调制与高频随机调制相结合，可分别在低频和高频频带上降低 EMI 干扰。此项混合技术符合业界通用的 EMC 测试中指定的多种分辨率带宽 (RBW) 设置。

封装信息

器件型号	封装⁽¹⁾	封装尺寸⁽²⁾
LM25148-Q1	RGY（VQFN，24）	5.50mm × 3.50mm

(1) 有关更多信息，请参阅节 12。

(2) 封装尺寸（长 × 宽）为标称值，并包括引脚（如适用）。

典型应用原理图

CISPR 25 EMI 性能 - 150kHz 至 30MHz

4 说明（续）

LM25148-Q1 的其他特性包括 150°C 最大工作结温、可在轻负载条件下降低电流消耗的用户可选二极管仿真功能、用于故障报告和输出监控的开漏电源正常标志、精密使能输入、单调启动至预偏置负载、集成 VCC 偏置电源稳压器、3ms 内部软启动时间和带自动恢复功能的热关断保护。

5 可订购器件型号

通用器件型号	可订购器件型号	引脚配置
LM254148-Q1	LM25148QRGYRQ1	图 6-1
LM254148-Q1	LM25148BQRGYRQ1	图 6-2

6 引脚配置和功能

图 6-1 具有可湿性侧面的 24 引脚 VQFN RGY 封装，LM25148QRGYRQ1（顶视图）

表 6-1 引脚功能：RGY 24，LM25148QRGYRQ1

引脚		类型⁽¹⁾	说明
编号	名称	类型⁽¹⁾	说明
1	NC	—	连接到外露焊盘上的 GND 以改善散热。
2	NC	—	连接到外露焊盘上的 GND 以改善散热。
3	CNFG	I	将一个电阻器接地以设置主要器件/辅助器件、启用/禁用展频或交错运行模式。
4	RT	I	频率编程引脚。在 RT 与 AGND 之间连接的一个电阻器会将振荡器频率设置在 100kHz 和 2.2MHz 之间。
5	EXTXOMP	O	跨导误差放大器输出。如果使用，请将补偿网络从 EXTCOMP 连接到 AGND。
6	FB	I	将 FB 连接到 VDDA 可将输出电压设置为 3.3V。使用 24.9kΩ 或 49.9kΩ 将 FB 连接到 VDDA，以分别将输出电压设置为 5V 或 12V。在 VOUT 和 AGND 之间安装一个电阻分压器，以将输出电压设定点设置在 0.8V 至 36V 之间。FB 调节电压为 0.8V。
7	AGND	G	模拟地连接。内部电压基准和模拟电路的接地回路。
8	VDDA	O	内部模拟偏置稳压器。在 VDDA 与 AGND 之间连接一个陶瓷去耦电容器。
9	VCC	P	VCC 辅助电源引脚。在 VCC 和 PGND 之间连接一个陶瓷电容器。
10	PGND	G	用于低侧 MOSFET 栅极驱动器的电源接地连接引脚
11	LO	O	低侧功率 MOSFET 栅极驱动器输出
12	VIN	P	VCC 稳压器的电源电压输入源
13	HO	O	高侧功率 MOSFET 栅极驱动器输出
14	SW	P	降压稳压器和高侧栅极驱动器回路的开关节点。连接到自举电容器、高侧 MOSFET 的源极端子和低侧 MOSFET 的漏极端子。
15	CBOOT	P	用于自举栅极驱动的高侧驱动器电源
16	VCCX	P	用于外部辅助电源的可选输入。如果 V_VCCX > 4.3V，VCCX 会在内部链接到 VCC 且内部 VCC 稳压器会被禁用。
17	PG/SYNCOUT	O	一个集电极开路输出，如果 VOUT 超出指定的调节窗口，该输出会变为低电平。双相模式下主控制器的 PG/SYNCOUT 引脚提供 180° 相移 SYNCOUT 信号。
18	PFM/SYNC	I	将 PFM/SYNC 连接到 VDDA 以启用二极管仿真模式。将 PFM 连接到 AGND 会使 LM25148-Q1 在轻载条件下以持续导通强制 PWM (FPWM) 模式工作。PFM 还可以用作同步输入，以将内部振荡器同步到外部时钟信号。
19	EN	I	上升阈值为 1V 且迟滞电流为 10µA 时的高电平有效精密输入。如果 EN 电压低于 0.5V，则 LM5148-Q1 处于关断模式，除非 PFM/SYNC 上存在 SYNC 信号。
20	ISNS+	I	电流检测放大器输入。使用低电流开尔文连接将此引脚连接到外部电流检测电阻器的电感器一侧（或者，如果使用的是电感器 DCR 电流检测功能，则连接到相关的感测电容器端子）。
21	VOUT	I	输出电压感测和电流检测放大器输入。将 VOUT 连接到电流检测电阻器的输出侧（或者，如果使用的是电感器 DCR 电流检测功能，则连接到相关的感测电容器端子）。
22	NC	—	连接到外露焊盘上的 GND 以改善散热。
23	NC	—	连接到外露焊盘上的 GND 以改善散热。
24	NC	—	连接到外露焊盘上的 GND 以改善散热。

(1) P = 电源，G = 地，I = 输入，O = 输出

图 6-2 具有可湿性侧面的 24 引脚 VQFN RGY 封装，LM25148BQRGYRQ1（顶视图）

将外露焊盘连接至 PCB 上的 AGND 和 PGND。

表 6-2 引脚功能：RGY 24，LM25148BQRGYRQ1

引脚		类型⁽¹⁾	说明
编号	名称	类型⁽¹⁾	说明
1	CNFG	I	将一个电阻器接地以设置主要器件/辅助器件、启用/禁用展频或交错运行模式。
2	RT	I	频率编程引脚。在 RT 与 AGND 之间连接的一个电阻器会将振荡器频率设置在 100kHz 和 2.2MHz 之间。
3	EXTCOMP	O	跨导误差放大器输出。如果使用，请将补偿网络从 EXTCOMP 连接到 AGND。
4	NC	—	连接到外露焊盘上的 GND 以改善散热。
5	FB	I	将 FB 连接到 VDDA 可将输出电压设置为 3.3V。使用 24.9kΩ 或 49.9kΩ 将 FB 连接到 VDDA，以分别将输出电压设置为 5V 或 12V。在 VOUT 和 AGND 之间安装一个电阻分压器，以将输出电压设定点设置在 0.8V 至 36V 之间。FB 调节电压为 0.8V。
6	NC	—	连接到外露焊盘上的 GND 以改善散热。
7	AGND	G	模拟地连接。内部电压基准和模拟电路的接地回路。
8	VDDA	O	内部模拟偏置稳压器。在 VDDA 与 AGND 之间连接一个陶瓷去耦电容器。
9	VCC	P	VCC 辅助电源引脚。在 VCC 和 PGND 之间连接一个陶瓷电容器。
10	PGND	G	用于低侧 MOSFET 栅极驱动器的电源接地连接引脚。
11	LO	O	低侧功率 MOSFET 栅极驱动器输出。
12	VIN	P	VCC 稳压器的电源电压输入源。
13	HO	O	高侧功率 MOSFET 栅极驱动器输出
14	SW	P	降压稳压器和高侧栅极驱动器回路的开关节点。连接到自举电容器、高侧 MOSFET 的源极端子和低侧 MOSFET 的漏极端子。
15	CBOOT	P	用于自举栅极驱动的高侧驱动器电源
16	NC	—
17	VCCX	P	用于外部辅助电源的可选输入。如果 V_VCCX > 4.3V，VCCX 会在内部链接到 VCC 且内部 VCC 稳压器会被禁用。
18	PG/SYNCOUT	O	一个集电极开路输出，如果 VOUT 超出指定的调节窗口，该输出会变为低电平。双相模式下主控制器的 PG/SYNCOUT 引脚提供 180° 相移 SYNCOUT 信号。
19	PFM/SYNC	I	将 PFM/SYNC 连接到 GND 以启用二极管仿真模式。将 PFM 连接到 VDDA 会使 LM25148-Q1 在轻载条件下以持续导通强制 PWM (FPWM) 模式工作。PFM 还可以用作同步输入，以将内部振荡器同步到外部时钟信号。
20	EN	I	上升阈值为 1V 且迟滞电流为 10µA 时的高电平有效精密输入。如果 EN 电压低于 0.5V，则 LM5148-Q1 处于关断模式，除非 PFM/SYNC 上存在 SYNC 信号。
21	NC	—	连接到外露焊盘上的 GND 以改善散热。
22	ISNS+	I	电流检测放大器输入。使用低电流开尔文连接将此引脚连接到外部电流检测电阻器的电感器一侧（或者，如果使用的是电感器 DCR 电流检测功能，则连接到相关的感测电容器端子）。
23	NC	—	连接到外露焊盘上的 GND 以改善散热。
24	VOUT	I	输出电压感测和电流检测放大器输入。将 VOUT 连接到电流检测电阻器的输出侧（或者，如果使用的是电感器 DCR 电流检测功能，则连接到相关的感测电容器端子

(1) P = 电源，G = 地，I = 输入，O = 输出

6.1 可润湿侧翼

为了满足可靠性和稳健性方面的标准，通常需要执行 100% 组装后自动视觉检查 (AVI)。标准四方扁平无引线 (QFN) 封装没有方便查看的可焊接或外露引脚和端子。目视判断封装是否已成功焊接到印刷电路板 (PCB) 上非常困难。可润湿侧翼工艺的开发就是为了解决无引线封装侧引线的润湿性问题。LM25148-Q1 采用具有可润湿侧翼的 24 引脚 VQFN 封装，可提供可焊性的直观指示，从而缩短检查时间并降低制造成本。