LMQ61460 工业级 3V 至 36V、6A、低噪声同步降压转换器数据手册

LMQ61460 是一款高性能 DC-DC 同步降压转换器，集成了旁路电容器。借助集成的高压侧和低压侧 MOSFET，可在 3.0 V 至 36 V 的宽输入范围内提供高达 6 A 的输出电流;可承受 42 V 电压，简化输入浪涌保护设计。该器件实现了从 dropout 的软恢复，消除了输出上的过冲。
*附件：lmq61460.pdf

该器件专为实现最低 EMI 而设计。该器件集成了伪随机扩频、集成旁路电容器、可调节的 SW 节点上升时间、具有低开关节点振铃的低 EMI VQFN-HR 封装，以及易于使用的优化引脚排列。开关频率可在 200 kHz 和 2.2 MHz 之间同步，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。

自动模式在轻负载下运行时支持频率折返，允许的空载电流消耗仅为 7 μA（典型值）和高轻负载效率。PWM 和 PFM 模式之间的无缝转换，以及极低的 MOSFET 导通电阻和外部偏置输入，确保了整个负载范围内的出色效率。

特性

• 功能安全
  • 提供有助于功能安全系统设计的文档
• 针对超低 EMI 要求进行了优化
  • Hotrod™ 封装最大限度地减少了开关节点振铃
  • 内部旁路电容器可降低 EMI
  • 并行输入路径可较大限度地降低寄生电感
  • 扩频降低峰值排放
  • 可调开关节点上升时间
• 专为恶劣应用而设计
  • 支持 42V 瞬态
  • 0.4V 压差，4A 负载（典型值）
• 所有负载下的高效功率转换
  • 13.5V 时空载电流为 7μA 在 、3.3 伏外
  • 1 mA、13.5 V 时 PFM 效率为 90% 在 、5 V外
  • 低 MOSFET 导通电阻
    • R DS_ON_HS = 41 mΩ（典型值）
    • R DS_ON_LS = 21 mΩ（典型值）
• 用于提高效率的外部偏置选项
• 引脚兼容：
  • LM61460（36 V，6 A）

参数

方框图

1. 概述

LMQ61460是一款高性能、低EMI的同步降压DC/DC转换器，支持宽输入电压范围（3V至36V），最大输出电流可达6A。该转换器专为需要高效率和低电磁干扰的工业应用设计，如USB Type-C、工业机器人、工业PC等。

2. 主要特性

• ‌宽输入电压范围‌：3V至36V，可承受42V的瞬态电压。
• ‌高输出电流‌：最大6A输出电流。
• ‌低EMI设计‌：集成伪随机扩频、低EMI VQFN-HR封装、可调SW节点上升时间等特性。
• ‌高效率‌：在多种负载条件下均能保持高效率，如90%的PFM效率（1mA负载，13.5V输入，5V输出）。
• ‌多种保护功能‌：包括过流保护、短路保护（打嗝模式）、热关断保护等。
• ‌快速瞬态响应‌：支持无缝的PWM和PFM模式切换，确保负载瞬态时的快速响应。
• ‌易用性‌：与LM61460引脚兼容，提供TPSM63606模块以加快上市时间。

3. 应用

• USB Type-C
• 工业机器人CPU板
• 工业PC单板计算机
• 测试和测量仪器
• 通用宽输入降压应用

4. 功能描述

• ‌伪随机扩频‌：减少峰值排放，降低EMI。
• ‌可调SW节点上升时间‌：通过外部电阻调整，进一步优化EMI性能。
• ‌软恢复功能‌：从掉电状态恢复时消除过冲。
• ‌频率同步‌：可将开关频率同步到系统时钟，避免敏感频率带。
• ‌Auto模式‌：轻载时自动切换到PFM模式，提高效率。
• ‌外部偏置选项‌：通过外部偏置输入提高整体效率。

5. 电气特性

• ‌输入电压范围‌：3V至36V，可承受42V瞬态。
• ‌输出电压范围‌：可调，最低可达0.6V。
• ‌开关频率范围‌：200kHz至2.2MHz。
• ‌无负载电流‌：典型值7μA（13.5V输入，3.3V输出）。
• ‌效率‌：高效率覆盖所有负载范围，如90%的PFM效率（轻载条件）。

6. 封装与尺寸

• VQFN-HR封装，14引脚，尺寸为4.00mm x 3.50mm。

7. 典型应用电路

文档提供了详细的典型应用电路图，包括输入电容、输出电容、电感、反馈电阻等组件的选择和设计指南。

8. 布局指南

文档强调了PCB布局对EMI性能和整体效率的重要性，并提供了布局建议，如输入和输出电容的放置、反馈分压器的位置、地层和电源层的处理等。

9. 文档与支持

• 详细的数据手册：包含规格说明、电气特性、应用指南等。
• WEBENCH® Power Designer：帮助用户快速设计和优化电源系统。
• TI E2E™支持论坛：提供技术支持和社区交流。