Texas Instruments LM25143/LM25143-Q1双路同步降压直流/直流控制器源自一系列宽VIN范围控制器，非常适合用于大电流单输出或双输出。LM25143采用交错、可堆叠、峰值电流模式控制架构，可实现简单的环路补偿、快速瞬态响应、出色的负载和线路调节以及与并联相位的精确电流共享，以获得更大输出电流。高边开关提供较大的降压比（最低导通时间为65ns），进而实现从12V或24V额定输入到低电压轨的直接降压转换，从而降低系统复杂性与成本。

数据手册：

*附件：LM25143数据手册.pdf

*附件：LM25143-Q1数据手册.pdf

TI LM25143/LM25143-Q1双路同步降压直流/直流控制器在输入电压突降至3.5V时能够根据需要以接近100%的占空比继续工作。该器件在输出电压处于调节状态支持15μA空载静态电流，从而延长电池供电系统的运行时间。此外，通过开关稳压器的输出或其他可用电源为LM25143/LM25143-Q1供电，能够实现更低的输入静态电流和功率损耗。LM25143-Q1器件符合汽车应用类AEC-Q100标准。

特性

• 多功能同步降压直流/直流控制器
  • 宽输入电压范围：3.5V至42V
  • 1%精度、3.3V/5V固定电压或0.6V至36V可调输出电压
  • 最高结温：150°C
  • 关断模式电流：4µA（典型值）
  • 空载待机电流：15µA（典型值）
• 两个交错式同步降压通道
  • 双通道或单输出多相
  • 65ns tON (min) ，实现高V IN /VOUT比
  • 60ns t OFF(min) ，可实现低压差
• 开关频率：100kHz至2.2MHz
  • 同步输入和同步输出能力
  • 可选二极管仿真或FPWM模式
• 使用LM25143并借助WEBENCH®电源设计器创建定制设计
• 支持功能安全
  • 来辅助功能安全系统设计的文档
• 固有保护特性可实现稳健设计
  • 分流或电感器DCR电流检测
  • 断续模式过流保护
  • 独立使能和PGOOD功能
  • 可调输出电压软启动
  • V CC 、VDDA和栅极驱动UVLO保护
  • 带迟滞的热关断保护
• 针对CISPR 11和CISPR 32 B类传导和辐射EMI要求进行了优化
  • 压摆率受控的自适应栅极驱动器
  • 扩频可减少峰值发射
• 6mm × 6mm VQFN-40封装

典型应用

LM25143双通道同步降压控制器技术解析

一、产品概述

LM25143是德州仪器(TI)推出的一款高性能双通道同步降压DC/DC控制器，具有3.5V至42V的宽输入电压范围，专为工业、企业和个人电子应用设计。该器件采用峰值电流模式控制架构，支持单输出或双输出配置，具有超低静态电流和丰富的保护功能。

主要特性

• ‌宽输入电压范围‌：3.5V至42V，适用于12V/24V总线系统
• ‌双通道输出‌：可配置为独立双输出或交错单输出
• ‌高精度输出‌：1%精度的固定3.3V/5V输出或0.6V至36V可调输出
• ‌超低静态电流‌：典型值仅15μA（无负载待机模式）
• ‌高频操作‌：支持100kHz至2.2MHz开关频率，可同步至2.5MHz
• ‌EMI优化设计‌：符合CISPR 11和CISPR 32 Class B EMI要求
• ‌全面保护功能‌：过流保护、热关断、UVLO等

二、关键功能详解

1. 电源架构设计

LM25143采用双通道架构，每个通道包含：

• 内置5V VCC偏置稳压器（最大输出电流235mA）
• 高边和低边MOSFET驱动器（3.25A源电流/4.25A灌电流）
• 独立使能控制(EN1/EN2)
• 电流检测放大器（增益12V/V）

‌典型应用电路‌包含输入滤波电容、功率MOSFET、输出电感和输出电容，支持多种配置方式：

• 独立双输出模式（MODE=AGND）
• 交错单输出模式（MODE=VDDA）
• 多相并联模式（通过SYNCOUT级联）

2. 电流模式控制

器件采用峰值电流模式控制，具有以下优势：

• 固有线路前馈，改善线路调整率
• 简化的环路补偿
• 快速的瞬态响应
• 精确的均流能力（多相并联时）

内部斜率补偿可防止占空比>50%时的次谐波振荡，斜率补偿量随开关频率自动调整。

3. EMI抑制技术

LM25143集成了多项EMI降低技术：

• ‌自适应栅极驱动‌：可调开关边沿控制（通过外部栅极电阻）
• ‌扩频调制‌：通过DITH引脚启用，频率抖动范围±5%
• ‌180°交错操作‌：降低输入电流纹波
• ‌同步功能‌：消除敏感应用中的拍频噪声

三、典型应用设计

1. 关键元件选型指南

‌电感选择‌：
根据输出电压、输入电压和纹波电流要求计算：
L = (Vout × (1 - Vout/Vin)) / (ΔIL × Fsw)

建议纹波电流为最大负载电流的30%-50%，选用饱和电流足够高的铁氧体磁芯电感。

‌输出电容‌：
需满足纹波电压和负载瞬态要求：
Cout ≥ (ΔIout² × L) / (2 × ΔVovershoot × Vout)

建议使用低ESR陶瓷电容（如X7R/X7S），多颗并联降低ESR。

‌输入电容‌：
需承受高频开关电流，建议组合使用：

• 大容量电解电容（提供低频能量）
• 多颗小封装陶瓷电容（提供高频去耦）

2. 补偿网络设计

误差放大器为跨导型(gm=1200μS)，典型补偿网络包含：

• Rcomp：设置交叉频率（通常为开关频率的1/10-1/5）
• Ccomp：提供相位补偿（零点）
• Chf：滤除高频噪声（极点）

对于5V/7A设计示例：

• Rcomp = 20kΩ
• Ccomp = 1nF
• Chf = 15pF

四、性能实测数据

实测数据显示LM25143在不同条件下的优异性能：

• ‌效率表现‌：
  • 12V转5V/7A：峰值效率>95%
  • 12V转3.3V/7A：峰值效率>93%
• ‌负载瞬态响应‌：
  • 0A↔7A阶跃响应：输出电压偏差<100mV
  • 恢复时间<100μs
• ‌EMI测试‌：
  • 轻松满足CISPR 25 Class 5传导EMI限制
  • 30MHz-108MHz频段余量>10dB

五、应用场景推荐

1. ‌工业自动化‌：
   • 24V总线供电的PLC、伺服驱动器
   • 工厂自动化控制系统
2. ‌企业设备‌：
   • 服务器/存储设备的POL电源
   • 网络交换机的ASIC供电
3. ‌消费电子‌：
   • 高性能计算设备
   • 计算机外设电源
4. ‌汽车电子‌：
   • 信息娱乐系统
   • ADAS传感器供电（需选用Q1版本）