Texas Instruments LMR3650x同步降压转换器是一款65V、150mA（可提供100mA版本）同步降压DC/DC转换器，采用紧凑型4mm^2^ HotRod™封装。这款易于使用的转换器可处理高达70V的输入电压瞬变，提供出色的EMI性能，并支持固定、3.3V、5V和其他可调输出电压。

数据手册：*附件：Texas Instruments LMR3650x同步降压转换器数据手册.pdf

Texas Instruments LMR3650x采用峰值电流模式控制架构，具有内部补偿功能，可在极小输出电容下保持稳定运行。LMR3650x具有适当电阻器选择（从RT引脚到接地），可通过外部编程在200kHz至2.2MHz宽范围内实现所需的任何工作开关频率。借助精密EN/UVLO特性，可在关断和启动时精确控制器件。PGOOD标记内置毛刺滤波器和延迟释放功能，可真实指示系统状态，无需外部电压监控器。LMR3650x具有丰富的特性集和紧凑的解决方案尺寸，简化了各种工业应用的实施。

特性

• 专用于坚固耐用的工业应用
  • 结温范围：-40°C至+150°C
  • 输入瞬态保护高达70V
  • 宽输入电压范围：3.0V（下降阈值）至65V
  • 超低开关节点振铃以降低EMI
  • 提供可调和固定输出3.3V和5V电压选项
• 适用于可扩展的工业电源
  • 引脚兼容LMR36503（65V，300mA）和LMR36506（65V，600mA）
  • 可调开关频率：200kHz至2.2MHz（采用RT引脚型号时）
• 减小了解决方案尺寸并降低了成本
  • 功率密度超高，具有内部补偿功能并减少了外部组件数量
  • 超小型2mm × 2mm HotRate™封装
• 在整个负载范围内具有高效率和低功率耗散
  • 1MHz时峰值效率大于80%（V OUT =3.3V）

功能框图

LMR3650x同步降压转换器：工业应用的理想电源解决方案

一、产品概述

Texas Instruments的LMR3650x系列是一款3V至65V输入、100mA和150mA输出的宽输入电压同步降压转换器，专为尺寸优化和轻负载效率而设计。该系列产品采用超小型2mm×2mm HotRod™封装，是工业应用的理想选择。

‌主要特性‌：

• 功能安全能力：提供文档支持功能安全系统设计
• 工业级设计：-40°C至+150°C结温范围，输入瞬态保护高达70V
• 可扩展性：引脚兼容LMR36503(65V,300mA)和LMR36506(65V,600mA)
• 高效率：在1MHz开关频率下(3.3V输出)峰值效率超过80%
• 超小封装：2mm×2mm HotRod™封装

二、关键应用领域

LMR3650x系列转换器广泛应用于多种工业场景：

1. ‌工厂自动化‌：现场变送器和过程传感器
2. ‌楼宇自动化‌：HVAC和消防报警探测器
3. ‌家用电器‌：园艺和电动工具
4. ‌便携式电子设备‌：耳机和耳塞

三、技术细节解析

3.1 架构与工作原理

LMR3650x采用峰值电流模式控制架构，具有内部补偿功能，可在最小输出电容情况下保持稳定运行。该器件允许通过RT引脚到地的电阻选择外部编程，实现200kHz至2.2MHz范围内的任意开关频率。

‌功能框图关键组成部分‌：

• 振荡器(RT控制)
• 斜率补偿
• 热关断保护
• 误差放大器
• 高低侧电流限制
• 电源良好(PGOOD)逻辑

3.2 工作模式详解

LMR3650x支持多种工作模式以适应不同负载条件：

1. ‌ 连续导通模式(CCM) ‌：负载电流大于电感纹波电流的一半时激活
2. ‌自动模式-轻载运行‌：
   • 二极管仿真：允许不连续导通模式(DCM)运行
   • 频率降低：提高轻载效率
3. ‌强制PWM模式‌：维持全频率运行，即使轻载
4. ‌最小导通时间运行‌：采用谷值电流控制
5. ‌跌落模式‌：通过降低开关频率维持调节

3.3 保护特性

• ‌电流限制‌：高低侧MOSFET的逐周期电流限制
• ‌热关断‌：结温超过168°C(典型值)时关闭，滞回约10°C
• ‌ 输入欠压锁定(UVLO) ‌：精密EN/UVLO功能控制启动电压
• ‌输出过压/欠压保护‌：通过PGOOD标志监控

四、设计指南

4.1 外围元件选择

‌电感选择‌：
建议纹波电流为最大负载电流的20%-40%，典型值为30%。电感值计算公式：
L = (VIN - VOUT) × VOUT / (fSW × K × IOUTmax × VIN)
其中K为电感电流纹波百分比(推荐0.3)

‌输出电容‌：
主要受负载瞬态要求和稳定性限制，而非输出电压纹波。建议使用低ESR陶瓷电容，总输出电容最大值不超过设计值的10倍或1000μF。

‌输入电容‌：
至少需要2.2μF陶瓷电容，最好使用X7R或更好介质的电容。额外添加100nF高频旁路电容靠近器件放置。

4.2 PCB布局建议

1. 输入电容尽量靠近VIN和GND引脚
2. VCC旁路电容靠近VCC引脚
3. BOOT电容使用宽走线，靠近BOOT和SW引脚
4. 反馈分压器尽量靠近FB引脚
5. 中间层使用完整地平面
6. VIN、VOUT和GND走线尽可能宽而短
7. 提供足够的PCB面积散热

‌关键电流回路‌应保持面积最小，走线宽而短，以减少寄生电感。

五、典型应用电路

图9-1展示了LMR36502的典型应用电路。关键元件包括：

• 输入电容：2.2μF + 100nF
• 输出电容：根据表9-1选择(如3.3V输出使用47μF)
• 电感：根据开关频率和负载选择(如1000kHz时33μH)
• 反馈电阻：固定输出直接连接，可调输出使用分压网络

‌效率表现‌：如图9-3所示，在1MHz开关频率下，3.3V固定输出版本的效率在12V输入时超过80%，并保持较高效率直至轻载。

六、选型指南

LMR3650x系列提供多种型号选择，主要区分点包括：

• 输出电流：100mA(LMR36501)或150mA(LMR36502)
• 输出配置：固定3.3V/5V或可调
• 开关频率控制：RT调节(200kHz-2.2MHz)或固定频率
• 轻载模式：自动(PFM)或强制PWM

设计人员可根据具体应用需求选择最合适的型号，如需要最高功率密度可选择LMR36502FS5RPER(150mA，固定5V输出，带扩频功能)。