Texas Instruments LMR51430 SIMPLE SWITCHER ^®^ 降压转换器易于使用，能够驱动高达3A负载电流。LMR51430的输入范围宽（4V至36V），适用于各种工业应用，用于对非稳压源进行功率调节。该器件上的500 kHz和1.1MHz开关频率支持使用相对较小的电感器，从而优化解决方案尺寸。

数据手册：*附件：Texas Instruments LMR51430 SIMPLE SWITCHER®降压转换器数据手册.pdf

TI LMR51430降压转换器有PFM版本，可在轻负载时实现高效率；还有FPWM版本，可在整个负载范围内实现恒定频率和小输出电压纹波。内部配有软启动和补偿电路，使设备需要的外部元件降到最低程度。此外，LMR51430具有内置保护功能，如逐周期电流限制、断续模式短路保护以及功耗过大情况下的热关断功能。

LMR51430采用6引脚SOT-23封装。

特性

• 支持功能安全
  • 来辅助功能安全系统设计的文档
• 配置用于严苛的工业应用
  • 输入电压范围：4.5V至36V
  • 3A连续输出电流
  • 最短接通时间：70ns
  • 固定频率选项：500kHz与1.1MHz
  • 结温范围：-40°C至150°C
  • 最大占空比：98%
  • 启动，带预偏置输出
  • 具有断续模式的内部输出短路保护
• 参考电压容差：±1.5%
• 精密使能
• 小型解决方案，易于使用
  • 集成式同步整流
  • 内部补偿，便于使用
  • SOT-23封装

简化示意图

框图

效率与输出电流

LMR51430同步降压转换器技术解析与应用指南

一、产品概述

LMR51430是德州仪器(TI)推出的一款高效同步降压转换器，属于SIMPLE SWITCHER®电源转换器系列。该器件采用SOT-23封装，具有4.5V至36V的宽输入电压范围和3A连续输出电流能力，专为工业应用设计。

‌关键特性‌：

• 输入电压范围：4.5V至36V
• 输出电流：高达3A连续电流
• 开关频率选项：500kHz和1.1MHz固定频率
• 工作温度范围：-40°C至150°C结温
• 集成同步整流MOSFET
• 内部补偿简化设计
• 提供PFM(脉冲频率调制)和FPWM(强制PWM)两种版本

二、核心功能解析

1. 峰值电流模式控制架构

LMR51430采用固定频率峰值电流模式控制，通过监测高边MOSFET的峰值电流实现精确调节。该架构提供快速瞬态响应和良好的稳定性，同时内置斜率补偿防止次谐波振荡。

‌工作模式‌：

• ‌CCM模式‌：当负载电流大于电感纹波电流一半时，器件工作在连续导通模式，保持固定开关频率
• ‌DCM/PFM模式‌（仅PFM版本）：轻载时进入断续导通模式，关闭低边MOSFET当电流降至零交叉阈值(20mA典型值)，提高轻载效率
• ‌FPWM模式‌（仅FPWM版本）：全负载范围内保持固定频率，允许电感电流反向流动，实现低输出纹波

2. 关键保护功能

‌多重保护机制‌：

• ‌过流保护‌：高边峰值电流限制(4.76A典型)和低边谷值电流限制(3.5A典型)
• ‌短路保护‌：FB电压低于40%VREF时触发打嗝模式(135ms关断周期)
• ‌热关断‌：结温超过163°C时关闭，141°C时恢复
• ‌输入UVLO‌：4.5V上升阈值(典型)，3.58V下降阈值(典型)

三、典型应用设计指南

1. 外围元件选型

‌电感选择‌：
计算公式：L_MIN = (VIN_MAX - VOUT) × VOUT / (IOUT × KIND × VIN_MAX × fSW)
其中KIND推荐取0.2-0.6，500kHz应用推荐5.6-12μH，1.1MHz推荐2.2-6.8μH

‌输出电容‌：
需考虑纹波和瞬态响应要求：

• 纹波分量：ΔVOUT_ESR = KIND×IOUT×ESR
• 容量分量：ΔVOUT_C = (KIND×IOUT)/(8×fSW×COUT)
• 瞬态响应：COUT > (8×(IOH-IOL))/(fSW×ΔVOUT_SHOOT)

‌输入电容‌：
推荐使用4.7μF以上X7R/X5R陶瓷电容，电压额定值为最大输入电压的两倍

2. 输出电压设置

通过FB引脚电阻分压器设置：
RFBT = (VOUT - VREF)/VREF × RFBB
其中VREF=0.6V(典型)，RFBB推荐值：

• 3.3V输出：22.1kΩ
• 5V输出：13.7kΩ
• 12V输出：5.23kΩ

3. 使能与UVLO配置

‌三种启用方式‌：

1. 直接连接EN至VIN（自启动）
2. 电阻分压网络（可编程UVLO）
   VIN_RISING = VENH×(RENT+RENB)/RENB
   (VENH=1.23V典型)
3. 外部逻辑信号控制

四、PCB布局建议

‌关键布局原则‌：

1. ‌输入电容布局‌：尽可能靠近VIN和GND引脚，采用短而宽的走线
2. ‌散热设计‌：利用GND、VIN和SW引脚铜箔散热，添加散热过孔连接各层
3. ‌反馈路径‌：
   • 电阻分压器靠近FB引脚
   • 敏感走线远离开关节点和电感
   • 多层板时反馈走线最好有地平面屏蔽
4. ‌开关节点‌：保持SW至电感的走线短而宽，减少寄生电感和EMI

五、性能优化技巧

1. ‌效率优化‌：
   • PFM版本在轻载时效率更高（如12V转5V，1mA负载时效率可达90%）
   • FPWM版本在全负载范围内提供更稳定的性能
   • 选择低DCR电感和低ESR电容降低损耗
2. ‌EMI抑制‌：
   • 采用紧凑布局，减小高频回路面积
   • 输入电容尽量靠近器件引脚
   • 必要时可添加小型RC缓冲电路
3. ‌热管理‌：
   • 充分利用PCB铜箔散热
   • 高环境温度或高负载时考虑降低开关频率
   • 确保足够的空气流通

六、典型应用电路

‌ 12V输入转5V/3A输出设计(500kHz) ‌：

• 输入电容：2×4.7μF/50V X7R陶瓷电容
• 电感：6.8μH/4A RMS电流额定
• 输出电容：2×22μF/25V X7R陶瓷电容
• 反馈电阻：RFBT=100kΩ，RFBB=13.7kΩ
• 自举电容：0.1μF/16V

七、选型指南

根据应用需求选择合适的版本：

型号后缀	开关频率	工作模式	适用场景
XDDCR	500kHz	PFM	注重轻载效率
XFDDCR	500kHz	FPWM	需要低纹波
YDDCR	1.1MHz	PFM	小尺寸解决方案
YFDDCR	1.1MHz	FPWM	高频低纹波