LM3253系列 用于 2G/3G/4G 功率放大器的大电流降压 DC/DC 转换器数据手册

LM3253 是一款直流/直流转换器，针对多模 2G/3G/4G 射频功率供电进行了优化 来自单个锂离子电池的放大器 （PA）。LM3253 可从 2.7V 降压输入电压 至 5.5V 至 0.4V 至 3.6V 的动态可调输出电压。输出电压已设置 通过 VCON 模拟输入调节输出电压以确保高效运行 RF PA 的功率电平。LM3253 针对 USB 数据卡应用进行了优化。

LM3253 在恒定频率脉宽调制 （PWM） 模式下运行，可产生 输出电压纹波量小且可预测。这实现了最佳的 ECTEL 电源要求 符合 GMSK 和 EDGE 光谱标准，具有最少的滤波量和额外的裕量。 在脉冲频率调制 （PFM） 模式下运行时，LM3253 可实现最低的 DG09 电流 消耗，因此最大限度地提高了系统效率。
*附件：lm3253.pdf

LM3253 具有独特的 Active Current assist 和模拟 Bypass （ACB） 功能可最大限度地减小电感器尺寸，而不会损失整个电池的输出调节 voltage 和 RF 输出功率范围，直到 dropout。ACB 提供并联电流路径，当 需要将最大电感电流限制为 1.84A（典型值），同时仍驱动 3A 负载。这 ACB 还支持以最小的压差运行。LM3253 采用小型 2mm x 封装 2 mm 芯片级 16 焊球 DSBGA 封装。

特性

• 具有内部
  同步整流的高效 PFM 和 PWM 模式
• 具有低压差电阻的模拟旁路功能（典型值为
  45 mΩ）
• 动态可调输出电压，0.4V 至 3.6V （典型值），
  在 PFM 和 PWM 模式下
• PWM 模式下的最大负载电流为 3A
• 2.7MHz （平均） PWM 开关频率
• 调制开关频率有助于 Rx 频段一致性
• 采用单节
  锂离子电池 （2.7V 至 5.5V） 工作
• ACB 降低了电感器要求和尺寸
• 通过使用小尺寸和
  外壳尺寸的电感器和电容器，实现最小的总解决方案尺寸
• 16 焊球薄型 DSBGA 封装
• 电流和热过载保护

参数

方框图

一、概述

LM3253是一款高效率的降压DC-DC转换器，专为2G/3G/4G射频功率放大器（RF PA）供电而设计。该器件能够从单个锂离子电池（2.7V至5.5V）提供动态可调的输出电压（0.4V至3.6V），最大负载电流可达3A（PWM模式下）。LM3253集成了内部同步整流功能，支持PFM和PWM两种工作模式，并具有模拟旁路和低dropout特性。

二、关键特性

• ‌高效率PFM和PWM模式‌：根据负载情况自动切换，以优化效率。
• ‌动态可调输出电压‌：通过VCON引脚实现0.4V至3.6V的输出电压调节。
• ‌高电流能力‌：PWM模式下最大负载电流可达3A。
• ‌小尺寸封装‌：采用16-bump Thin DSBGA封装，适合空间受限的应用。
• ‌模拟旁路功能‌：在轻载或输入电压接近输出电压时，自动进入旁路模式，减少损耗。
• ‌低dropout特性‌：旁路模式下的总dropout电阻为45mΩ（典型值）。

三、引脚功能

• ‌PGND‌：功率地，连接到内部NFET开关。
• ‌SGND‌：信号地和控制地（低电流）。
• ‌VDD‌：模拟电源输入。
• ‌SW‌：开关节点，连接到内部PFET开关和NFET同步整流器。
• ‌EN‌：使能输入，高电平有效，低电平关闭。
• ‌VCON‌：电压控制输入，用于调节输出电压。
• ‌BP‌：旁路模式输入，高电平强制旁路，低电平自动旁路。
• ‌MODE‌：PWM/PFM模式选择输入，高电平自动PFM/PWM切换，低电平强制PWM模式。
• ‌ACB‌：模拟电流旁路，提供额外的电流路径以支持高负载。
• ‌FB‌：反馈输入，连接到输出滤波电容。

四、工作原理

• ‌PWM模式‌：固定频率的脉冲宽度调制，通过调节每个周期的能量来控制输出电压。
• ‌PFM模式‌：脉冲频率调制，通过调节开关频率来保持输出电压稳定，同时提高效率。
• ‌模拟旁路模式‌：当输入电压接近输出电压或负载较轻时，自动进入旁路模式，减少开关损耗。
• ‌ACB功能‌：在负载电流超过稳态电流限制时，ACB电路提供额外的电流路径，支持高达3A的负载电流。

五、应用与实现

• ‌典型应用‌：USB数据卡、手机、手持无线电、RF PC卡等。
• ‌设计考虑‌：包括电感选择、电容选择、布局和接地考虑等，以确保最佳性能和稳定性。
• ‌启动与关断‌：通过EN引脚控制LM3253的启动和关断，关断模式下电流消耗极低。

六、保护特性

• ‌电流过载保护‌：防止因过载而损坏器件。
• ‌热过载保护‌：内部热关断电路，防止器件因过热而损坏。

七、封装与订购信息

LM3253采用16-bump Thin DSBGA封装，具体封装尺寸和订购信息请参考数据手册中的封装选项附录。

LM3253以其高效率、高电流能力和小尺寸封装，成为射频功率放大器供电的理想选择。