汽车类降压转换器LM62460-Q1、LM61480-Q1和LM61495-Q1的技术剖析

在汽车电子领域，对于降压转换器的性能要求越来越高，尤其是在功率密度和低电磁干扰（EMI）方面。TI推出的LM62460-Q1、LM61480-Q1和LM61495-Q1降压转换器，针对这些需求进行了优化，下面我们来详细了解一下。

文件下载：PLM61495QRPHRQ1.pdf

一、产品特性

1. 汽车级标准与功能安全

这三款转换器符合面向汽车应用的AEC - Q100标准，温度等级1为–40°C至 +125°C（TA），还提供功能安全相关文档，可帮助进行功能安全系统设计。这对于汽车电子这种对安全性要求极高的领域来说至关重要，工程师们在设计汽车相关电路时可以更加放心。

2. 宽输入电压范围

输入电压范围为3V至36V，能承受高达42V的瞬态容差，这使得它们可以适应汽车电气系统中复杂多变的电压环境，无论是在启动、行驶还是遇到电压波动时，都能稳定工作。

3. 低EMI设计

• 符合标准的EVM：其评估模块（EVM）符合CISPR 25 5级要求，这是汽车电子领域对EMI的严格标准，说明该产品在电磁兼容性方面表现出色。
• 引脚可配置展频：通过引脚配置展频功能，双随机展频（DRSS）跳频设置为 ±4%（典型值），可大幅降低峰值发射。
• 可调节SW节点上升时间：工程师可以根据实际需求调节SW节点的上升时间，进一步降低EMI。
• 频率灵活配置：可以高于和低于AM频带运行，引脚可配置为固定400kHz和2.2MHz，或在200kHz至2.2MHz之间调节，避免干扰AM频段信号。
• 低EMI对称引脚排列：这种引脚排列方式有助于减少电磁辐射，降低EMI。
• 轻负载模式配置：在轻负载模式下，对于恒定频率或脉冲频率调制（PFM），可对引脚进行配置，以满足不同场景下的低EMI需求。

4. 高效解决方案

• 高转换效率：在8A负载时可实现95%的效率，这意味着在能量转换过程中损失的能量较少，提高了能源利用率。
• 低空载电流：在自动模式下空载时具有5µA的输入电流，关断电流典型值 <1µA，大大降低了功耗，延长了设备的续航时间。

5. 高功率密度

• 集成多种功能：内置补偿、软启动、电流限制、热关断和UVLO等功能，减少了外部元件的使用，提高了电路的集成度。
• 小尺寸封装：采用4.5mm × 3.5mm可湿性侧面QFN封装，节省了电路板空间，同时具有良好的散热性能，热阻RθJA = 21.6°C/W（在LM61495RPHEVM上测量）。

二、应用领域

这些降压转换器适用于汽车信息娱乐系统、仪表组和先进驾驶辅助系统（ADAS）等。在汽车信息娱乐系统中，它们可以为各种电子设备提供稳定的电源；在仪表组中，确保仪表显示的准确性和稳定性；在ADAS中，为传感器和处理器等关键部件提供可靠的电力支持。

三、产品说明

LM6x4xx - Q1降压稳压器系列可提供固定或可调节输出电压，可设置范围为1V至预期输入电压的95%。该系列专为低EMI设计，除了前面提到的展频和可调节SW节点上升时间外，还采用了先进的技术来减少展频调制导致的输出电压纹波。开漏RESET输出具有滤波和延迟释放功能，可提供正确的系统状态指示。在自动模式中，器件自动在固定频率脉宽调制（FPWM）和脉冲频率调制（PFM）运行模式之间转换，实现低空载电流消耗。

四、器件对比

DEVICE	VARIANT	LIGHT LOAD	SPREAD SPECTRUM	OUTPUT VOLTAGE	TYPICAL FREQUENCY	CURRENT
LM61495 - Q1 (10 - A rating)	LM61495QRPHRQ1	Pin selectable	Pin selectable	Adjustable	Pin selectable	10 A
LM61495Q3RPHRQ1	3.3 V
LM61495Q4RPHRQ1	4.0 V
LM61495Q5RPHRQ1	5.0 V
LM61480 - Q1 (8 - A rating)	LM61480QRPHRQ1	Pin selectable	Pin selectable	Adjustable	Pin selectable	8 A
LM61480Q3RPHRQ1	3.3 V
LM61480Q4RPHRQ1	4.0 V
LM61480Q5RPHRQ1	5.0 V
LM62460 - Q1 (6 - A rating)	LM62460QRPHRQ1	Pin selectable	Pin selectable	Adjustable	Pin selectable	6 A
LM62460Q3RPHRQ1	3.3 V
LM62460Q4RPHRQ1	4.0 V
LM62460Q5RPHRQ1	5.0 V

从这个对比表中，工程师可以根据实际需求选择合适的器件。例如，如果需要较大的输出电流，可以选择LM61495 - Q1；如果对电流要求不是特别高，LM62460 - Q1可能是更经济的选择。

五、引脚配置与功能

该系列器件采用16引脚VQFN RPH封装，每个引脚都有其特定的功能。例如，PGND2和PGND1为功率地，VIN1和VIN2为输入电源引脚，需要连接高质量的旁路电容；RBOOT用于调节SW节点的上升时间；CBOOT为高端驱动电源；FB为反馈输入引脚，用于调节输出电压等。工程师在设计电路时，需要根据这些引脚的功能进行合理的连接和配置。

六、规格参数

1. 绝对最大额定值

规定了器件在不同电压、电流和温度条件下的最大承受值，如输入电压瞬态最大为42V（持续时间 ≤100ms，占空比 ≤0.01%），连续最大为36V等。超过这些额定值可能会导致器件永久性损坏，所以在设计时必须严格遵守。

2. ESD额定值

人体模型（HBM）静电放电等级为2级， ±2000V；充电器件模型（CDM）静电放电等级为C5， ±750V。这表明该器件具有一定的抗静电能力，但在操作过程中仍需注意静电防护。

3. 推荐工作条件

输入电压范围为3V至36V，输出电压可在1V至0.95 × VIN之间调节，频率调节范围为200kHz至2200kHz等。在这些条件下，器件可以稳定工作，发挥最佳性能。

4. 热信息

提供了器件的热阻等参数，如RθJA（结到环境热阻）在LM61495RPHEVM上测量为21.6°C/W，这对于散热设计非常重要，工程师可以根据这些参数来设计合适的散热方案。

5. 电气特性

包括输入电压、静态电流、使能阈值、内部LDO电压等参数。例如，启动时最小输入电压为3.7V，运行时可低至3V；非开关输入电流典型值为0.662µA至10µA等。这些参数可以帮助工程师了解器件的功耗和性能。

6. 时序特性

如最小开关导通时间、关断时间、启动延迟时间等。例如，最小HS开关导通时间在特定条件下为62ns至81ns，这些时序参数对于电路的稳定性和性能至关重要。

7. 开关特性

包括振荡器频率、展频特性、最大开关占空比等。例如，RT接地时内部振荡器频率为1.90MHz至2.42MHz，这些特性可以帮助工程师优化电路的开关性能。

8. 系统特性

如输入电压在不同负载下的要求、输出电压精度、热关断阈值等。例如，在特定条件下，输出电压为5V时的精度为–1.5%至1.5%，热关断阈值为158°C至180°C。这些特性可以帮助工程师评估器件在实际系统中的性能。

七、设计建议

1. 电源供应

在设计电源供应电路时，要确保输入电压稳定，并且为VIN1和VIN2引脚连接高质量的旁路电容，以减少电源噪声。同时，根据实际需求选择合适的输出电压和电流。

2. 布局设计

遵循布局指南，合理安排引脚和元件的位置，减少电磁干扰。例如，将PGND1和PGND2引脚低阻抗连接，减少接地噪声；将敏感的信号引脚与电源引脚分开，避免干扰。

3. 散热设计

根据热信息参数，设计合适的散热方案，如使用散热片或散热孔，确保器件在工作过程中温度不会过高，保证其稳定性和可靠性。

TI的LM62460 - Q1、LM61480 - Q1和LM61495 - Q1降压转换器在功率密度和低EMI方面表现出色，适用于多种汽车电子应用。工程师在设计时，需要充分了解其特性、引脚功能和规格参数，合理进行电路设计和布局，以发挥这些器件的最佳性能。大家在实际应用中有没有遇到过类似器件的问题呢？欢迎在评论区分享你的经验。