LMR38020 SIMPLE SWITCHER® 电源转换器 4.2V 至 80V、2A、IQ 为 40μA 的同步降压数据手册

LMR38020 同步降压转换器设计用于在较宽的输入电压范围内进行调节，从而最大限度地减少了对外部浪涌抑制元件的需求。该LMR38020可在低至 4.2 V 的输入电压骤降期间工作，并在需要时以接近 100% 的占空比运行，使该器件成为宽输入工业应用和 MHEV/EV 系统的绝佳选择。

LMR38020 使用精密使能技术，通过直接连接宽输入电压或精确控制器件启动和关断来提供灵活性。电源就绪标志具有内置滤波和延迟功能，可真实指示系统状态，无需外部监控器。该器件采用伪随机扩频技术，可实现最低的 EMI，开关频率可配置为 200 kHz 至 2.2 MHz 之间，以避免噪声敏感频段。此外，可以选择频率以提高低工作频率下的效率，或在高工作频率下选择更小的解决方案尺寸。
*附件：lmr38020.pdf

该器件具有内置保护功能，例如逐周期电流限制、打嗝模式短路保护和在功率耗散过大的情况下进行热关断。LMR38020采用 8 引脚 HSOIC PowerPAD 集成电路封装。

特性

• 功能安全
  • 提供有助于功能安全系统设计的文档
• 专为坚固耐用的工业应用而配置
  • 4.2V 至 80V 输入电压范围
  • 2A 连续输出电流
  • 40μA 超低工作静态电流

  • VIN 和 GND 引脚之间的距离为 1.5mm

  • 200kHz 至 2.2MHz 可调开关频率
  • 与外部时钟的频率同步
  • 用于降低 EMI 的扩频选项
  • 97% 最大占空比
  • 支持使用预偏置输出启动
  • 室温下 ±1.0% 容差电压基准
  • 精确启用
  • 易于使用的设备，带有集成补偿网络，可实现低 BOM 计数
  • 集成同步整流
  • 采用 PowerPAD™ 集成电路封装的 8 引脚 HSOIC
  • PFM 和强制 PWM （FPWM） 选项
  • 提供 1-A、LMR38010

参数

方框图

概述

LMR38020是一款宽输入电压范围（4.2V至80V）的同步降压转换器，提供高达2A的连续输出电流。该转换器采用峰值电流模式控制，具有超低的40μA静态工作电流，适用于各种工业应用，如工业运输、无线基础设施和网络、电力传输以及工厂自动化和控制。

主要特性

• ‌宽输入电压范围‌：4.2V至80V，支持高至80V的输入电压，适用于各种工业应用。
• ‌高效率‌：在轻载时进入PFM模式以提高效率，重载时保持FPWM模式以确保输出电压稳定。
• ‌超低静态电流‌：仅40μA，有助于延长电池供电设备的续航时间。
• ‌高精度电压参考‌：±1.0%的电压参考精度，确保输出电压稳定。
• ‌小尺寸封装‌：8引脚HSOIC封装，带有PowerPAD，易于集成到小型系统中。
• ‌多功能保护‌：包括过流保护、短路保护（带打嗝模式）、热关断保护等。

应用领域

• ‌工业运输‌
• ‌无线基础设施和网络‌
• ‌电力传输‌
• ‌工厂自动化和控制‌

功能描述

• ‌峰值电流模式控制‌：通过监测电感电流的峰值来控制占空比，实现稳定的输出电压。
• ‌PFM和FPWM模式‌：根据负载情况自动切换工作模式，轻载时采用PFM模式提高效率，重载时采用FPWM模式确保输出电压稳定。
• ‌软启动‌：内置软启动电路，避免上电时的过冲电流。
• ‌ 电源良好标志（PG） ‌：提供电源良好输出，用于指示输出电压是否稳定。
• ‌ 扩展频谱（Spread Spectrum） ‌：可选的扩展频谱功能，有助于降低EMI。

电气特性

• ‌输入电压范围‌：4.2V至80V
• ‌输出电压范围‌：可调
• ‌输出电流‌：高达2A
• ‌开关频率‌：200kHz至2.2MHz可调
• ‌静态工作电流‌：40μA
• ‌热关断温度‌：163°C（上升），150°C（下降）

外部组件选择

• ‌电感‌：根据输出电流和期望的纹波电流选择合适的电感值。
• ‌输出电容‌：选择低ESR的陶瓷电容，以减小输出电压纹波。
• ‌输入电容‌：使用高质量的陶瓷电容作为旁路电容，稳定输入电压。
• ‌引导电容‌：连接在BOOT和SW引脚之间，为高侧MOSFET提供栅极驱动电压。

PCB布局指南

• ‌最小化电流环路‌：将输入电容、电感和输出电容尽量靠近LMR38020，以减小寄生电感和电阻。
• ‌敏感信号隔离‌：将反馈电阻分压器靠近FB引脚，并避免与其他高噪声信号路径交叉。
• ‌散热设计‌：利用PowerPAD进行散热，通过热过孔连接到PCB的散热层。
• ‌旁路电容放置‌：将输入旁路电容紧靠近VIN和GND引脚，以减小高频噪声对转换器的影响。

总结

LMR38020是一款功能强大、效率高的同步降压转换器，适用于宽输入电压范围的工业应用。其超低的静态工作电流、高精度的电压参考以及多种保护功能，使其成为各种电源设计的理想选择。通过合理的外部组件选择和PCB布局设计，可以实现稳定、可靠的电源解决方案。