LMR436x0系列36V降压转换器技术解析

描述

Texas Instruments LMR436x0/LMR436x0-Q1同步降压式稳压器是一款小型36V、2A和1A同步降压直流/直流转换器,采用2mm × 2mm HotRod封装。这款易于使用的转换器支持3.0V至36V的宽输入电压范围,瞬态电压可达42V。

数据手册:

*附件:LMR436x0数据表.pdf

*附件:LMR436x0-Q1数据表.pdf

LMR436x0/LMR43620-Q1专为满足低待机功耗要求而设计,适用于永远在线的汽车应用。自动模式可在轻负载运行时实现频率折返,在13.5VIN 电压下实现1.5µA的空载电流消耗和较高的轻载效率。PWM和PFM模式之间的无缝转换以及非常低的MOSFET导通电阻可在整个负载范围内实现出色的效率。

控制架构和特性集经过优化,实现超小型解决方案尺寸。该器件使用峰值电流模式控制来实现输出电容最小化。LMR436x0/LMR436x0-Q1通过利用伪随机扩频、低EMI的HotRod封装以及优化的引脚分配来实现输入滤波器尺寸的最小化。MODE/SYNC和RT引脚变体可用于设置或同步200kHz和2.2MHz之间的频率,以避免噪声敏感频带。

Texas Instruments LMR436x0-Q1的丰富功能集旨在简化各种汽车终端设备的实施。

特性

  • 效率:89%(1mA、13.5VIN 、固定3.3VOUT 时)
    • 总非开关IQ :1.2µA(13.5VIN 、固定3.3VOUT 时)
  • 微型解决方案尺寸,元器件成本低。
    • 2mm × 2mm HotRod™封装,带可湿性侧翼
    • 内部补偿
  • 优化用于超低EMI要求
    • 扩频可减少峰值发射
    • 引脚可选择FPWM模式,用于通过MODE/SYNC引脚,在轻负载条件下实现恒定频率
    • FSW 与MODE/SYNC引脚同步
  • 设计用于汽车应用
  • 结温范围:–40°C至+150°C
  • 支持42V汽车负载转储
  • 支持3V IN ,用于汽车冷启动
  • 可调至高达95%的V IN ,可选3.3V和5V固定VOUT
  • 适用于可扩展电源
  • 可调F ~SW ~ (200kHz至2.2MHz,使用RT引脚)
  • 与以下引脚兼容:
    • LMR36506/LMR36506-Q1 (65V, 600mA)
    • LMR36503/LMR36503-Q1 (65V, 300mA)

功能框图

直流-直流转换器

LMR436x0系列36V降压转换器技术解析

一、产品概述

LMR436x0系列是德州仪器(TI)推出的行业最小尺寸36V同步降压DC/DC转换器,采用创新的2mm×2mm HotRod™ QFN封装。该系列包含LMR43620(2A)和LMR43610(1A)两个型号,专为工业应用设计,具有超低静态电流(<2.5µA)和高达150°C的结温工作能力。

核心特性

  • 超小型解决方案‌:采用4mm² HotRod™ QFN封装,带可湿润侧翼
  • 工业级设计‌:支持-40°C至+150°C结温范围,42V瞬态电压
  • 超低EMI优化‌:可选FPWM模式,200kHz至2.2MHz可调/可同步开关频率
  • 高效能表现‌:1mA负载下效率>85%,24V输入5V输出时IQ仅1.3µA
  • 功能安全支持‌:提供功能安全系统设计文档

二、关键技术创新

1. 先进的封装技术

LMR436x0采用2mm×2mm HotRod™ QFN封装,具有:

  • 可湿润侧翼便于光学检测
  • 优化的引脚排列减少EMI
  • 特殊设计的角固定引脚确保可靠焊接

2. 智能功耗管理

  • 超低静态电流‌:24V输入5V输出时仅1.3µA
  • 多模式控制‌:支持PFM/FPWM模式自动切换
  • 可调频率‌:通过RT引脚电阻设置200kHz-2.2MHz工作频率

3. 增强的EMI性能

  • 双随机扩频技术
  • 优化的HotRod™封装布局
  • 可同步外部时钟避开噪声敏感频段

三、典型应用设计

1. 电路设计要点

  • 输入电容选择‌:建议使用高质量陶瓷电容,靠近VIN引脚布局
  • 输出滤波器‌:峰值电流模式控制可最小化输出电容需求
  • 布局建议‌:保持功率回路紧凑,SW节点面积最小化

2. 输出电压配置

LMR436x0提供固定输出和可调输出两种配置:

  • 固定输出‌:直接连接VOUT/FB引脚至输出节点(3.3V或5V选项)
  • 可调输出‌:使用外部电阻分压器设置(1V基准电压)

3. 关键保护功能

  • 热关断‌:168°C典型触发温度(20°C迟滞)
  • 电流限制‌:逐周期峰值电流保护
  • 输入欠压锁定‌:3.35V典型启动阈值

四、工业应用优势

LMR436x0特别适合以下严苛工业环境应用:

  1. 工厂自动化‌:现场变送器、过程传感器
  2. 楼宇自动化‌:HVAC系统、消防系统
  3. 家电工具‌:园林工具、电动工具

其宽输入电压范围(3V-36V,瞬态42V)和小型化设计使其成为空间受限工业应用的理想选择。功能安全文档支持进一步简化了安全关键系统的设计流程。

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