【产品应用】激光测距模块的 5V 转 24V 升压之选:LGS6302B5 应用解析

激光测距模块的 5V 转 24V 升压之选: 应用解析

上海甸芯信息科技 · 电源方案选型笔记

2026年8月17日 | 激光测距 | 升压芯片 |

面向行业:激光测距 / 激光雷达 / 光电传感 / 无人机与单兵光电载荷 / 户外测量设备。本文从激光测距模块的电源架构需求出发,解析 升压芯片如何以超小封装、宽压高压输出与极低待机功耗,成为国产激光测距电源方案的热门选择。

一、为什么激光测距模块需要”5V 转 24V”?

激光测距(TOF 飞行时间测距)模块的基本工作链路是:发射端激光二极管(LD / VCSEL)发出脉冲激光 → 目标反射 → 接收端 APD/PD 捕获回波 → 计时电路计算距离。要让这个链路”测得远、测得准”,电源架构通常需要一路甚至多路高压轨:

功能块
电压需求
说明
激光发射驱动 24V~48V 级
为储能电容充电,再通过开关管脉冲放电驱动激光二极管,以获得大峰值光功率,保证测程
接收端偏压
数十 V 级
APD 雪崩光电二极管需要高反向偏压,提升回波灵敏度
信号处理 / 计时
3.3V / 5V
FPGA / MCU / TDC 计时芯片供电
系统电源输入 5V(USB / 电池)
手持测距仪、无人机光电吊舱、望远镜测距模组的通用输入

模块整体由 5V 或单节锂电池供电,而激光驱动需要 24V 级高压,这就是 5V → 24V 升压(Boost) 成为激光测距模块电源核心环节的原因——高压轨为储能电容充电,能量在纳秒级脉冲中释放,换来的是更远的测程与更窄的激光脉宽。

二、LGS6302B5:为激光测距”量身匹配”的升压芯片

LGS6302 是由我司代理的棱晶半导体(Legend-Si)设计的一款 60V/1.2MHz、开关峰值电流 2A 的高效率异步升压/升降压转换器。其中 LGS6302B5(SOT23-5 封装) 以超小体积、宽压高压输出与极低待机功耗,已成为我司宁波、无锡、洛阳等地的激光测距模块客户的热门选择。

核心参数一览

参数
LGS6302B5
输入电压范围
3.0V ~ 60V
输出电压
外部电阻可配:6V / 12V / 24V / 36V / 48V
开关峰值电流
2A

(典型 1.7A @5V 输入)
开关频率
1.2MHz 固定

(1.05~1.35MHz)
升压效率
最高 90%
功率管
内置 350mΩ 高侧 MOS(异步,需外接肖特基二极管)
静态 / 关断电流
180μA / 10μA
反馈基准
1.2V ±0.4%
保护功能
UVLO、逐周期限流、软启动、热关断、±2kV HBM ESD
工作模式
PWM + SKIP 跳脉冲(轻载高效)
封装
SOT23-5(B5)/ ESOP8(EP)
工作结温
-40℃ ~ +125℃

三、LGS6302B5 与激光测距场景的六大契合点

1. 3V~60V 超宽输入:一个方案通吃 5V USB、单节锂电与 12V 系统

激光测距模块的供电平台五花八门:手持设备多用 5V USB 或单节锂电(3.7V),无人机吊舱可能直接取 12V 母线,单兵载荷则可能是 9V~16V 电源。LGS6302B5 覆盖 3V~60V 输入,同一颗料、同一版原理图即可适配全部供电平台,无需为不同客户定制多套电源方案,显著缩短开发与认证周期。

2. 60V 高压输出能力:24V/36V/48V 激光驱动轨全覆盖

测距性能与激光发射能量直接相关。LGS6302 的输出电压可通过 FB 电阻灵活配置,原厂提供 6V/12V/24V/36V/48V 等常用档位参考,60V 耐压能力让 24V 驱动轨的储能电容充电方案留有充足余量。对于追求更远测程、需要更高发射电压的新一代测距机,同一颗芯片也能平滑升级,无需更换主控电源 IC。

3. SOT23-5 超小封装 + 1.2MHz 高频:把体积压到极限

当前微型激光测距模块的重量已做到 5g~60g 级,对元器件体积的要求近乎苛刻。LGS6302B5 采用 SOT23-5 五脚封装,配合 1.2MHz 高频开关,可用 10μH 级小电感、小陶瓷电容完成设计,整机电源部分占板面积可压缩到一角硬币以内,是超微测距模组与光电吊舱的理想选择;若需更大散热余量,可换用同规格 ESOP8 版本 LGS6302EP。

4. 10μA 关断电流 + EN 门控:待机功耗低至毫瓦级

激光测距是典型的”脉冲式工作”——测一次、歇一阵。测距机厂商普遍把待机功耗 ≤1mW 作为硬指标(尤其在无人机吊舱、户外望远镜供电场景)。LGS6302B5 支持 EN 使能控制(≥0.5V 开启、≤0.4V 关断),MCU 可在非测距时段关断升压,关断电流仅 10μA;SKIP 跳脉冲模式又保证轻载下效率不跳水,静态电流 180μA 同样处于同级领先水平。

5. 软启动 + 逐周期限流:从容应对储能电容的充电浪涌

激光发射电路通常并联大容量储能电容,上电瞬间若不加限制,充电电流冲击可能损坏电源芯片与二极管。LGS6302B5 内置 软启动电路,以 1/4 开关频率缓起,最大限度抑制电流过冲;配合 逐周期峰值限流(典型 1.7A),在储能电容充电、发射脉冲放电的循环工况下始终处于受控状态。

6. 全国产化 + 宽温宽幅:满足防务与户外场景的严苛要求

微型激光测距机大量应用于消费类、单兵、车载、机载等对全国产化、自主可控有明确要求的场景。LGS6302 为自主设计制造,-40℃~+125℃ 宽温范围、±2kV HBM ESD 防护,配合 90% 升压效率与极简外围,在户外高低温、静电频繁的实战环境下具备充分可靠性。

四、典型应用电路与设计要点(工程师笔记)

LGS6302B5 5V → 24V 典型电路(SOT23-5)

要点
建议
续流二极管 D1
必须用肖特基二极管(如 PMEG6020ER),反向耐压 > VOUT,额定电流 ≥2A;避免超快恢复管,防止 SW 节点振铃
电感选择
10μH 级,饱和电流 ≥2A,选 DCR 低的功率电感保证效率
输出电容
10μF 级 X5R/X7R 陶瓷电容,就近摆放
FB 分压设定 24V
VOUT = 1.2V × (RF+RG)/RG,参照原厂 24V 档位参考值;FB 走线远离 SW 高噪声节点
EN 时序
激光测距属脉冲负载,建议由 MCU 控制 EN:测距前开启、测距后关断,配合 10μA 关断电流实现超低待机
储能电容
激光驱动储能电容按发射能量需求并联在 24V 输出端,容量以实际脉宽/峰值电流核算

五、已被多家头部激光测距模组厂商批量采用

今年以来,在我司的推广宣传下,LGS6302B5 已在国内多家激光测距/光电传感模组厂商的 5V 转 24V电源方案中完成量产验证,覆盖手持测距仪、扫地机器人、安防监控等应用,出货量持续爬坡。其“宽压输入 + 高压输出 + 超小封装 + 超低待机 + 全国产化”的组合,正在成为国产激光测距电源方案的优选范式。

上海甸芯信息科技作为棱晶半导体的授权代理商,可为激光测距及光电行业客户提供:

  • 现货支持:LGS6302B5 / LGS6302EP 批量备货,交期可控
  • 原厂 FAE 联动:快速响应原理图审查、Layout 检查、EMI 调试与失效分析
  • 样品申请:支持研发打样与小批量试产
  • 方案资料:5V→24V / 12V→36V 等激光测距常用档位参考原理图与电感/二极管选型清单

如需获取 LGS6302B5 规格书、样品或报价,请联系上海甸芯信息科技有限公司,您身边的电源芯片专家。
官网:www.heavychips.com.cn

相关产品推荐:

发表回复

您的邮箱地址不会被公开。 必填项已用 * 标注

正在提交,请稍候...