Texas Instruments LM25143/LM25143-Q1雙路同步降壓直流/直流控制器源自一系列寬VIN范圍控制器，非常適合用于大電流單輸出或雙輸出。LM25143采用交錯、可堆疊、峰值電流模式控制架構(gòu)，可實現(xiàn)簡單的環(huán)路補償、快速瞬態(tài)響應(yīng)、出色的負載和線路調(diào)節(jié)以及與并聯(lián)相位的精確電流共享，以獲得更大輸出電流。高邊開關(guān)提供較大的降壓比（最低導通時間為65ns），進而實現(xiàn)從12V或24V額定輸入到低電壓軌的直接降壓轉(zhuǎn)換，從而降低系統(tǒng)復雜性與成本。

數(shù)據(jù)手冊：

*附件：LM25143數(shù)據(jù)手冊.pdf

*附件：LM25143-Q1數(shù)據(jù)手冊.pdf

TI LM25143/LM25143-Q1雙路同步降壓直流/直流控制器在輸入電壓突降至3.5V時能夠根據(jù)需要以接近100%的占空比繼續(xù)工作。該器件在輸出電壓處于調(diào)節(jié)狀態(tài)支持15μA空載靜態(tài)電流，從而延長電池供電系統(tǒng)的運行時間。此外，通過開關(guān)穩(wěn)壓器的輸出或其他可用電源為LM25143/LM25143-Q1供電，能夠?qū)崿F(xiàn)更低的輸入靜態(tài)電流和功率損耗。LM25143-Q1器件符合汽車應(yīng)用類AEC-Q100標準。

特性

• 多功能同步降壓直流/直流控制器
  • 寬輸入電壓范圍：3.5V至42V
  • 1%精度、3.3V/5V固定電壓或0.6V至36V可調(diào)輸出電壓
  • 最高結(jié)溫：150°C
  • 關(guān)斷模式電流：4μA（典型值）
  • 空載待機電流：15μA（典型值）
• 兩個交錯式同步降壓通道
  • 雙通道或單輸出多相
  • 65ns tON (min) ，實現(xiàn)高V IN /VOUT比
  • 60ns t OFF(min) ，可實現(xiàn)低壓差
• 開關(guān)頻率：100kHz至2.2MHz
  • 同步輸入和同步輸出能力
  • 可選二極管仿真或FPWM模式
• 使用LM25143并借助WEBENCH?電源設(shè)計器創(chuàng)建定制設(shè)計
• 支持功能安全
  • 來輔助功能安全系統(tǒng)設(shè)計的文檔
• 固有保護特性可實現(xiàn)穩(wěn)健設(shè)計
  • 分流或電感器DCR電流檢測
  • 斷續(xù)模式過流保護
  • 獨立使能和PGOOD功能
  • 可調(diào)輸出電壓軟啟動
  • V CC 、VDDA和柵極驅(qū)動UVLO保護
  • 帶遲滯的熱關(guān)斷保護
• 針對CISPR 11和CISPR 32 B類傳導和輻射EMI要求進行了優(yōu)化
  • 壓擺率受控的自適應(yīng)柵極驅(qū)動器
  • 擴頻可減少峰值發(fā)射
• 6mm × 6mm VQFN-40封裝

典型應(yīng)用

LM25143雙通道同步降壓控制器技術(shù)解析

一、產(chǎn)品概述

LM25143是德州儀器(TI)推出的一款高性能雙通道同步降壓DC/DC控制器，具有3.5V至42V的寬輸入電壓范圍，專為工業(yè)、企業(yè)和個人電子應(yīng)用設(shè)計。該器件采用峰值電流模式控制架構(gòu)，支持單輸出或雙輸出配置，具有超低靜態(tài)電流和豐富的保護功能。

主要特性

• ?寬輸入電壓范圍?：3.5V至42V，適用于12V/24V總線系統(tǒng)
• ?雙通道輸出?：可配置為獨立雙輸出或交錯單輸出
• ?高精度輸出?：1%精度的固定3.3V/5V輸出或0.6V至36V可調(diào)輸出
• ?超低靜態(tài)電流?：典型值僅15μA（無負載待機模式）
• ?高頻操作?：支持100kHz至2.2MHz開關(guān)頻率，可同步至2.5MHz
• ?EMI優(yōu)化設(shè)計?：符合CISPR 11和CISPR 32 Class B EMI要求
• ?全面保護功能?：過流保護、熱關(guān)斷、UVLO等

二、關(guān)鍵功能詳解

1. 電源架構(gòu)設(shè)計

LM25143采用雙通道架構(gòu)，每個通道包含：

• 內(nèi)置5V VCC偏置穩(wěn)壓器（最大輸出電流235mA）
• 高邊和低邊MOSFET驅(qū)動器（3.25A源電流/4.25A灌電流）
• 獨立使能控制(EN1/EN2)
• 電流檢測放大器（增益12V/V）

?典型應(yīng)用電路?包含輸入濾波電容、功率MOSFET、輸出電感和輸出電容，支持多種配置方式：

• 獨立雙輸出模式（MODE=AGND）
• 交錯單輸出模式（MODE=VDDA）
• 多相并聯(lián)模式（通過SYNCOUT級聯(lián)）

2. 電流模式控制

器件采用峰值電流模式控制，具有以下優(yōu)勢：

• 固有線路前饋，改善線路調(diào)整率
• 簡化的環(huán)路補償
• 快速的瞬態(tài)響應(yīng)
• 精確的均流能力（多相并聯(lián)時）

內(nèi)部斜率補償可防止占空比>50%時的次諧波振蕩，斜率補償量隨開關(guān)頻率自動調(diào)整。

3. EMI抑制技術(shù)

LM25143集成了多項EMI降低技術(shù)：

• ?自適應(yīng)柵極驅(qū)動?：可調(diào)開關(guān)邊沿控制（通過外部柵極電阻）
• ?擴頻調(diào)制?：通過DITH引腳啟用，頻率抖動范圍±5%
• ?180°交錯操作?：降低輸入電流紋波
• ?同步功能?：消除敏感應(yīng)用中的拍頻噪聲

三、典型應(yīng)用設(shè)計

1. 關(guān)鍵元件選型指南

?電感選擇?：
根據(jù)輸出電壓、輸入電壓和紋波電流要求計算：
L = (Vout × (1 - Vout/Vin)) / (ΔIL × Fsw)

建議紋波電流為最大負載電流的30%-50%，選用飽和電流足夠高的鐵氧體磁芯電感。

?輸出電容?：
需滿足紋波電壓和負載瞬態(tài)要求：
Cout ≥ (ΔIout2 × L) / (2 × ΔVovershoot × Vout)

建議使用低ESR陶瓷電容（如X7R/X7S），多顆并聯(lián)降低ESR。

?輸入電容?：
需承受高頻開關(guān)電流，建議組合使用：

• 大容量電解電容（提供低頻能量）
• 多顆小封裝陶瓷電容（提供高頻去耦）

2. 補償網(wǎng)絡(luò)設(shè)計

誤差放大器為跨導型(gm=1200μS)，典型補償網(wǎng)絡(luò)包含：

• Rcomp：設(shè)置交叉頻率（通常為開關(guān)頻率的1/10-1/5）
• Ccomp：提供相位補償（零點）
• Chf：濾除高頻噪聲（極點）

對于5V/7A設(shè)計示例：

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

四、性能實測數(shù)據(jù)

實測數(shù)據(jù)顯示LM25143在不同條件下的優(yōu)異性能：

• ?效率表現(xiàn)?：
  • 12V轉(zhuǎn)5V/7A：峰值效率>95%
  • 12V轉(zhuǎn)3.3V/7A：峰值效率>93%
• ?負載瞬態(tài)響應(yīng)?：
  • 0A?7A階躍響應(yīng)：輸出電壓偏差<100mV
  • 恢復時間<100μs
• ?EMI測試?：
  • 輕松滿足CISPR 25 Class 5傳導EMI限制
  • 30MHz-108MHz頻段余量>10dB

五、應(yīng)用場景推薦

1. ?工業(yè)自動化?：
   • 24V總線供電的PLC、伺服驅(qū)動器
   • 工廠自動化控制系統(tǒng)
2. ?企業(yè)設(shè)備?：
   • 服務(wù)器/存儲設(shè)備的POL電源
   • 網(wǎng)絡(luò)交換機的ASIC供電
3. ?消費電子?：
   • 高性能計算設(shè)備
   • 計算機外設(shè)電源
4. ?汽車電子?：
   • 信息娛樂系統(tǒng)
   • ADAS傳感器供電（需選用Q1版本）