Texas Instruments LM25143/LM25143-Q1雙路同步降壓直流/直流控制器源自一系列寬VIN范圍控制器，非常適合用于大電流單輸出或雙輸出。LM25143采用交錯(cuò)、可堆疊、峰值電流模式控制架構(gòu)，可實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單的環(huán)路補(bǔ)償、快速瞬態(tài)響應(yīng)、出色的負(fù)載和線路調(diào)節(jié)以及與并聯(lián)相位的精確電流共享，以獲得更大輸出電流。高邊開(kāi)關(guān)提供較大的降壓比（最低導(dǎo)通時(shí)間為65ns），進(jìn)而實(shí)現(xiàn)從12V或24V額定輸入到低電壓軌的直接降壓轉(zhuǎn)換，從而降低系統(tǒng)復(fù)雜性與成本。

數(shù)據(jù)手冊(cè)：

TI LM25143/LM25143-Q1雙路同步降壓直流/直流控制器在輸入電壓突降至3.5V時(shí)能夠根據(jù)需要以接近100%的占空比繼續(xù)工作。該器件在輸出電壓處于調(diào)節(jié)狀態(tài)支持15μA空載靜態(tài)電流，從而延長(zhǎng)電池供電系統(tǒng)的運(yùn)行時(shí)間。此外，通過(guò)開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓器的輸出或其他可用電源為L(zhǎng)M25143/LM25143-Q1供電，能夠?qū)崿F(xiàn)更低的輸入靜態(tài)電流和功率損耗。LM25143-Q1器件符合汽車(chē)應(yīng)用類(lèi)AEC-Q100標(biāo)準(zhǔn)。

特性

多功能同步降壓直流/直流控制器
- 寬輸入電壓范圍：3.5V至42V
- 1%精度、3.3V/5V固定電壓或0.6V至36V可調(diào)輸出電壓
- 最高結(jié)溫：150°C
- 關(guān)斷模式電流：4μA（典型值）
- 空載待機(jī)電流：15μA（典型值）
兩個(gè)交錯(cuò)式同步降壓通道
- 雙通道或單輸出多相
- 65ns t~~ON (min)~~ ，實(shí)現(xiàn)高V IN /V~~OUT~~比
- 60ns t ~~OFF(min)~~ ，可實(shí)現(xiàn)低壓差
開(kāi)關(guān)頻率：100kHz至2.2MHz
- 同步輸入和同步輸出能力
- 可選二極管仿真或FPWM模式
使用LM25143并借助WEBENCH?電源設(shè)計(jì)器創(chuàng)建定制設(shè)計(jì)
支持功能安全
- 來(lái)輔助功能安全系統(tǒng)設(shè)計(jì)的文檔
固有保護(hù)特性可實(shí)現(xiàn)穩(wěn)健設(shè)計(jì)
- 分流或電感器 DCR電流檢測(cè)
- 斷續(xù)模式過(guò)流保護(hù)
- 獨(dú)立使能和PGOOD功能
- 可調(diào)輸出電壓軟啟動(dòng)
- V CC 、V~~DDA~~和柵極驅(qū)動(dòng)UVLO保護(hù)
- 帶遲滯的熱關(guān)斷保護(hù)
針對(duì)CISPR 11和CISPR 32 B類(lèi)傳導(dǎo)和輻射EMI要求進(jìn)行了優(yōu)化
- 壓擺率受控的自適應(yīng)柵極驅(qū)動(dòng)器
- 擴(kuò)頻可減少峰值發(fā)射
6mm × 6mm VQFN-40封裝

典型應(yīng)用

LM25143雙通道同步降壓控制器技術(shù)解析

一、產(chǎn)品概述

LM25143是德州儀器(TI)推出的一款高性能雙通道同步降壓DC/DC控制器，具有3.5V至42V的寬輸入電壓范圍，專(zhuān)為工業(yè)、企業(yè)和個(gè)人電子應(yīng)用設(shè)計(jì)。該器件采用峰值電流模式控制架構(gòu)，支持單輸出或雙輸出配置，具有超低靜態(tài)電流和豐富的保護(hù)功能。

主要特性

?寬輸入電壓范圍?：3.5V至42V，適用于12V/24V總線系統(tǒng)
?雙通道輸出?：可配置為獨(dú)立雙輸出或交錯(cuò)單輸出
?高精度輸出?：1%精度的固定3.3V/5V輸出或0.6V至36V可調(diào)輸出
?超低靜態(tài)電流?：典型值僅15μA（無(wú)負(fù)載待機(jī)模式）
?高頻操作?：支持100kHz至2.2MHz開(kāi)關(guān)頻率，可同步至2.5MHz
?EMI優(yōu)化設(shè)計(jì)?：符合CISPR 11和CISPR 32 Class B EMI要求
?全面保護(hù)功能?：過(guò)流保護(hù)、熱關(guān)斷、UVLO等

二、關(guān)鍵功能詳解

1. 電源架構(gòu)設(shè)計(jì)

LM25143采用雙通道架構(gòu)，每個(gè)通道包含：

內(nèi)置5V VCC偏置穩(wěn)壓器（最大輸出電流235mA）
高邊和低邊MOSFET 驅(qū)動(dòng)器（3.25A源電流/4.25A灌電流）
獨(dú)立使能控制(EN1/EN2)
電流檢測(cè)放大器（增益12V/V）

?典型應(yīng)用電路?包含輸入濾波電容、功率MOSFET、輸出電感和輸出電容，支持多種配置方式：

獨(dú)立雙輸出模式（MODE=AGND）
交錯(cuò)單輸出模式（MODE=VDDA）
多相并聯(lián)模式（通過(guò)SYNCOUT級(jí)聯(lián)）

2. 電流模式控制

器件采用峰值電流模式控制，具有以下優(yōu)勢(shì)：

固有線路前饋，改善線路調(diào)整率
簡(jiǎn)化的環(huán)路補(bǔ)償
快速的瞬態(tài)響應(yīng)
精確的均流能力（多相并聯(lián)時(shí)）

內(nèi)部斜率補(bǔ)償可防止占空比>50%時(shí)的次諧波振蕩，斜率補(bǔ)償量隨開(kāi)關(guān)頻率自動(dòng)調(diào)整。

3. EMI抑制技術(shù)

LM25143集成了多項(xiàng)EMI降低技術(shù)：

?自適應(yīng)柵極驅(qū)動(dòng)?：可調(diào)開(kāi)關(guān)邊沿控制（通過(guò)外部柵極電阻）
?擴(kuò)頻調(diào)制?：通過(guò)DITH引腳啟用，頻率抖動(dòng)范圍±5%
?180°交錯(cuò)操作?：降低輸入電流紋波
?同步功能?：消除敏感應(yīng)用中的拍頻噪聲

三、典型應(yīng)用設(shè)計(jì)

1. 關(guān)鍵元件選型指南

?電感選擇?：
根據(jù)輸出電壓、輸入電壓和紋波電流要求計(jì)算：
L = (Vout × (1 - Vout/Vin)) / (ΔIL × Fsw)

建議紋波電流為最大負(fù)載電流的30%-50%，選用飽和電流足夠高的鐵氧體磁芯電感。

?輸出電容?：
需滿(mǎn)足紋波電壓和負(fù)載瞬態(tài)要求：
Cout ≥ (ΔIout2 × L) / (2 × ΔVovershoot × Vout)

建議使用低ESR陶瓷電容（如X7R/X7S），多顆并聯(lián)降低ESR。

?輸入電容?：
需承受高頻開(kāi)關(guān)電流，建議組合使用：

大容量電解電容（提供低頻能量）
多顆小封裝陶瓷電容（提供高頻去耦）

2. 補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)

誤差放大器為跨導(dǎo)型(gm=1200μS)，典型補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò)包含：

Rcomp：設(shè)置交叉頻率（通常為開(kāi)關(guān)頻率的1/10-1/5）
Ccomp：提供相位補(bǔ)償（零點(diǎn)）
Chf：濾除高頻噪聲（極點(diǎn)）

對(duì)于5V/7A設(shè)計(jì)示例：

Rcomp = 20kΩ
Ccomp = 1nF
Chf = 15pF

四、性能實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)

實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)顯示LM25143在不同條件下的優(yōu)異性能：

?效率表現(xiàn)?：
- 12V轉(zhuǎn)5V/7A：峰值效率>95%
- 12V轉(zhuǎn)3.3V/7A：峰值效率>93%
?負(fù)載瞬態(tài)響應(yīng)?：
- 0A?7A階躍響應(yīng)：輸出電壓偏差<100mV
- 恢復(fù)時(shí)間<100μs
?EMI測(cè)試?：
- 輕松滿(mǎn)足CISPR 25 Class 5傳導(dǎo)EMI限制
- 30MHz-108MHz頻段余量>10dB

五、應(yīng)用場(chǎng)景推薦

?工業(yè)自動(dòng)化?：
- 24V總線供電的PLC、伺服驅(qū)動(dòng)器
- 工廠自動(dòng)化控制系統(tǒng)
?企業(yè)設(shè)備?：
- 服務(wù)器/存儲(chǔ)設(shè)備的POL電源
- 網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)的ASIC供電
?消費(fèi)電子?：
- 高性能計(jì)算設(shè)備
- 計(jì)算機(jī)外設(shè)電源
?汽車(chē)電子?：
- 信息娛樂(lè)系統(tǒng)
- ADAS傳感器供電（需選用Q1版本）

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