ZHCSZ90 November   2025 LM51251A-Q1

PRODUCTION DATA  

  1.   1
  2. 1 特性
  3. 2 应用
  4. 3 说明
  5. 4 引脚配置和功能
  6. 5 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. 6 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. 7 LM51251A-Q1 寄存器
  9. 8 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. 9 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

8.2.2.15 输出电容器 Cout

输出电容器可以消除输出电压纹波，并在负载瞬态条件下提供电荷源。

仔细选择输出电容器纹波电流额定值。在升压稳压器中，输出由不连续的电流提供，纹波电流要求通常较高。在实际应用中，通过在大容量铝电容器之前靠近电源开关的位置放置高质量陶瓷电容器，可显著降低纹波电流要求。

输出电压纹波主要受输出电容器的 ESR的影响。并联输出电容器是一个不错的选择，可以最大限度地降低有效 ESR， 并将输出纹波电流分散到电容器中。

单相升压输出 RMS 纹波电流可表示为：

方程式 78. I 1 p _ r m s ≈ I o u t × D D '

输出 RMS 电流通过交错技术降低，如图 8-8 所示。双相交错式升压输出 RMS 纹波电流可表示为：

方程式 79. I o u t _ 2 p _ r m s ≈ I o u t 2 × D × 1 - 2 D D ' ,     D < 0.5 I o u t 2 × 2 D - 1 D ' ,     D ≥ 0.5
LM51251A-Q1 标准化输出电容器 RMS 纹波电流图 8-8 标准化输出电容器 RMS 纹波电流

去耦电容器对于尽可能降低 MOSFET 的电压尖峰和提高 EMI 性能至关重要。根据“垂直环路”概念，许多 0603/100nF 陶瓷电容器放置在靠近 MOSFET 的位置。有关更多详细信息，请参阅通过优化的功率级布局免费提高大电流直流/直流稳压器 EMI 性能 应用简报。

另外还需要使用一些 10µF 陶瓷电容器来降低输出电压纹波并分离输出纹波电流。

通常需要使用铝电容器来实现高电容。本例中选择了四个 150µF 铝电容器。

输出瞬态响应与环路增益的带宽和输出电容密切相关。根据 如何通过瞬态响应测量确定带宽 技术文章，过冲或下冲 Vp 可通过下式估算：

方程式 80. Vp=ΔItran2π×fc×Cout

其中，ΔItran 为瞬态负载电流阶跃。

请注意，仅当负载阶跃期间转换器始终以 CCM 或 FPWM 模式运行时，方程式 80 才有效。如果转换器在轻负载条件下进入 DCM 或脉冲跳跃模式，则过冲会更糟。

由于从输入到输出之间存在固有路径，当输入电压快速上升并对输出电容充电时，会产生无限的浪涌电流。输入电压上升的压摆率需由热插拔或软启动输入电源来控制，以避免浪涌电流损坏电感器、检测电阻器或高侧 MOSFET。