ZHCSZ90 November   2025 LM51251A-Q1

PRODUCTION DATA  

  1.   1
  2. 特性
  3. 应用
  4. 说明
  5. 引脚配置和功能
  6. 规格
    1. 5.1 绝对最大额定值
    2. 5.2 ESD 等级
    3. 5.3 建议运行条件
    4. 5.4 热性能信息
    5. 5.5 电气特性
    6. 5.6 时序要求
    7. 5.7 典型特性
  7. 详细说明
    1. 6.1 概述
    2. 6.2 功能方框图
    3. 6.3 特性说明
      1. 6.3.1  器件配置(CFG 引脚)
      2. 6.3.2  器件和相位启用/禁用(UVLO/EN、EN2)
      3. 6.3.3  双器件运行
      4. 6.3.4  开关频率和同步 (SYNCIN)
      5. 6.3.5  双随机展频 (DRSS)
      6. 6.3.6  运行模式(BYPASS、DEM、FPWM)
      7. 6.3.7  VCC 稳压器,BIAS(BIAS 引脚、VCC 引脚)
      8. 6.3.8  软启动(SS 引脚)
      9. 6.3.9  VOUT 编程(VOUT、ATRK、DTRK)
      10. 6.3.10 保护功能
        1. 6.3.10.1 VOUT 过压保护 (OVP)
        2. 6.3.10.2 热关断 (TSD)
      11. 6.3.11 故障指示器(nFAULT 引脚)
      12. 6.3.12 斜率补偿(CSP1、CSP2、CSN1、CSN2)
      13. 6.3.13 电流检测设置和开关峰值电流限制(CSP1、CSP2、CSN1、CSN2)
      14. 6.3.14 输入电流限制和监测(ILIM、IMON、DLY)
      15. 6.3.15 最大占空比和最小可控导通时间限制
      16. 6.3.16 信号抗尖峰脉冲概述
      17. 6.3.17 MOSFET 驱动器、集成式自举二极管和断续模式故障保护(LOx、HOx、HBx 引脚)
      18. 6.3.18 I2C 特性
        1. 6.3.18.1 寄存器 VOUT (0x0)
        2. 6.3.18.2 寄存器配置 1 (0x1)
        3. 6.3.18.3 寄存器配置 2 (0x2)
        4. 6.3.18.4 寄存器配置 3 (0x3)
        5. 6.3.18.5 寄存器运行状态 (0x4)
        6. 6.3.18.6 寄存器状态字节 (0x5)
        7. 6.3.18.7 寄存器清除故障 (0x6)
    4. 6.4 器件功能模式
      1. 6.4.1 关断状态
    5. 6.5 编程
      1. 6.5.1 I2C 总线运行
  8. LM51251A-Q1 寄存器
  9. 应用和实施
    1. 8.1 应用信息
      1. 8.1.1 反馈补偿
      2. 8.1.2 非同步应用
    2. 8.2 典型应用
      1. 8.2.1 设计要求
      2. 8.2.2 详细设计过程
        1. 8.2.2.1  确定相位总数
        2. 8.2.2.2  确定占空比
        3. 8.2.2.3  定时电阻器 RT
        4. 8.2.2.4  电感器选型 Lm
        5. 8.2.2.5  电流检测电阻器 (RCS)
        6. 8.2.2.6  电流检测滤波器 RCSFP、RCSFN、CCS
        7. 8.2.2.7  低侧电源开关 QL
        8. 8.2.2.8  高侧电源开关 QH
        9. 8.2.2.9  缓冲组件
        10. 8.2.2.10 Vout 编程
        11. 8.2.2.11 输入电流限制 (ILIM/IMON)
        12. 8.2.2.12 UVLO 分压器
        13. 8.2.2.13 软启动
        14. 8.2.2.14 CFG 设置
        15. 8.2.2.15 输出电容器 Cout
        16. 8.2.2.16 输入电容器 Cin
        17. 8.2.2.17 自举电容器
        18. 8.2.2.18 VCC 电容器 CVCC
        19. 8.2.2.19 BIAS 电容器
        20. 8.2.2.20 VOUT 电容器
        21. 8.2.2.21 环路补偿
      3. 8.2.3 应用曲线
        1. 8.2.3.1 效率
        2. 8.2.3.2 稳态波形
        3. 8.2.3.3 阶跃负载响应
        4. 8.2.3.4 同步操作
        5. 8.2.3.5 交流环路响应曲线
        6. 8.2.3.6 热性能
    3. 8.3 电源相关建议
    4. 8.4 布局
      1. 8.4.1 布局指南
      2. 8.4.2 布局示例
  10. 器件和文档支持
    1. 9.1 文档支持
      1. 9.1.1 相关文档
    2. 9.2 接收文档更新通知
    3. 9.3 支持资源
    4. 9.4 商标
    5. 9.5 静电放电警告
    6. 9.6 术语表
  11. 10修订历史记录
  12. 11机械、封装和可订购信息

布局指南

开关转换器的性能在很大程度上取决于 PCB 布局的质量。PCB 设计不佳会导致转换器不稳定、负载调节问题、噪声或 EMI 问题等。请勿在电源路径中使用 VCC 或自举电容器的热缓解连接,因为热缓解连接会显著增加电感。

  • 将 VCC、BIAS、HB1 和 HB2 电容器靠近相应的器件引脚放置,并使用短而宽的布线连接它们,以更大限度地减小电感,因为这些电容器会承载高峰值电流。
  • 将 CSN1、CSP1、CSN2 和 CSP2 滤波电阻器和电容器靠近相应的器件引脚放置,以更大限度地减少滤波器与器件之间的噪声耦合。将布线以差分对方式连接到靠近电感器的检测电阻 RCS1 和 RCS2,并且周围有接地层,以避免噪声耦合。与检测电阻之间采用开尔文连接。
  • 将补偿网络 RCOMP 和 CCOMP 以及频率设置电阻 RRT 靠近相应的器件引脚放置,并使用短迹线连接它们,以避免噪声耦合。将模拟接地引脚 AGND 连接到这些元件。
  • 将 ATRK 电阻器 RATRK(使用时)靠近 ATRK 引脚放置并连接到 AGND。
  • 请注意,以下元件的布局并不那么重要:
    • 软启动电容器 CSS
    • DLY 电容器 CDLY
    • ILIM/IMON 电阻器和电容器 RILIM 与 CILIM
    • CFG 电阻器
    • UVLO/EN 电阻器
  • 将 AGND 和 PGND 引脚直接连接到外露焊盘 (EP),从而在器件处形成星形连接。
  • 将具有多个过孔的器件外露焊盘 (EP) 连接到接地平面,以便将热量传导出去。
  • 分离电源和信号布线,并使用接地平面来提供噪声屏蔽。

栅极驱动器具有短传播延迟、自动死区时间控制和能够提供高峰值电流的低阻抗输出级。快速上升和下降时间可确保功率 MOSFET 的快速导通和关断转换,从而实现高效率。尽可能地减小杂散和寄生栅极环路电感,以避免高振铃。

  • 将高侧和低侧 MOSFET 靠近器件放置。
  • 使用较短的布线连接栅极驱动器输出 HO1、HO2、LO1 和 LO2,以更大限度地减小电感。
  • 将 HO1、HO2 和 SW1、SW2 以差分对方式连接到 MOSFET,利用磁通消除效应减少环路面积。
  • 将 VOUT 电容器靠近高侧 MOSFET 放置。使用短而宽的布线尽量减小功率级环路 COUT 与高侧 MOSFET 漏极的连接,以避免 MOSFET 处出现高压尖峰。
  • 用短而宽的布线将低侧 MOSFET 源极连接连接到 VOUT 和 VI 电容器接地,以更大限度地减少在 MOSFET 上引起高压尖峰的电感。
  • 在 MOSFET 散热焊盘处使用覆铜区进行冷却。

为了散发 MOSFET 和电感器产生的热量,请将电感器放置在远离功率级 (MOSFET) 的位置。但是,电感器与低侧 MOSFET(开关节点)之间的布线越长,EMI 和噪声辐射就越高。为了实现最高效率,请用宽而短的布线连接电感器,以更大限度地减小电阻损耗。