LGS51403
具有温度补偿的过流保护和可编程热关机功能的同步 Buck 降压控制
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其他信息
| 重量 | 0.97 克 |
|---|---|
| 商品封装 | QFN 4×4-24 |
| 包装方式 | 编带 |
| 商品毛重(克) | 0.97 |
| 商品目录 | DC-DC电源芯片 |
| 功能类型 | 降压型 |
| 工作电压(V) | 3~20 |
| 开关频率(KHz) | 220~1425 |
| 工作温度 | -40℃~+125℃@(TJ) |
| 同步整流 | 是 |
| 输出通道数 | 1 |
| 拓扑结构 | 降压式 |
| 静态电流(Iq) | 1mA |
| 开关管(内置/外置) | 外置 |
| 输出类型 | 可调 |
| 输出电流(A) | 25 |
| 最小包装(pcs) | 5000 |
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棱晶半导体 LGS51403 20V/40A 高功率密度同步降压控制器
棱晶半导体 LGS51403 是一款面向高功率密度负载点（POL）应用的多功能同步降压控制器，支持 3V~20V 宽输入电压、0.6V~93% VIN 可调输出，最大可驱动 40A 输出电流，转换效率高达 97%。器件集成大电流 MOSFET 栅极驱动、内部 LDO 偏置电源，具备温度补偿的电感 DCR 无损耗过流保护、可编程热关断、频率同步等特色功能，采用电压模式控制与输入电压前馈，实现超快瞬态响应，封装为 4mm×4mm QFN-24，工作结温覆盖 - 40℃~+125℃，适配工业计算机、电信基础设施、计算 / 存储模块等大电流降压供电场景，兼具高集成度、高可靠性与设计灵活性。
核心特性
宽压大电流，高功率密度适配
输入电压3V~20V，输出电压0.6V~93%VIN连续可调，内部反馈基准 0.6V（±1% 全温精度），最大可驱动40A输出电流，适配 3.3V/5V/12V 中间总线电源轨；转换效率高达97%，93% 最大占空比，30ns 最小高侧导通时间，可实现低输出电压、大电流的高精度供电，满足 POL 模块高功率密度需求。
高集成度，外围设计简化
集成大电流栅极驱动器、4.7V 内部 LDO 偏置电源、自举驱动电路、软启动控制，无需额外偏置电源；内置自适应死区时间控制，有效防止 MOSFET 交叉传导，降低体二极管导通损耗；集成 PGOOD 电源良好开漏输出、输出电压遥感检测，省去多款外围检测与驱动器件，大幅简化大电流降压方案设计。
灵活频率配置，支持同步抗 EMI
开关频率100kHz~1.2MHz可编程，可通过 FADJ 引脚外接电阻精准设定，也可通过 SYNC 引脚与外部时钟同步，避免多电源拍频干扰，降低 EMI；固定频率 FPWM 模式消除频率变化，进一步减小敏感应用的电磁干扰，同时高频开关可减小电感、电容等无源器件尺寸，节省 PCB 空间。
特色保护机制，高可靠抗温漂
搭载电感 DCR 无损耗电流检测技术，配合外部 NPN BJT 热敏二极管实现温度补偿的过流保护，自动抵消电感 DCR 的温漂（3720ppm/℃），保证全温区限流精度；支持可编程系统级热关断，通过 OTP 引脚外接电阻设定关断阈值，兼顾电感与 PCB 温度保护，过流时进入打嗝模式（Hiccup），降低器件损耗与发热。
电压模式控制，超快瞬态响应
采用电压模式控制 + 输入电压前馈架构，消除 PWM 调制器增益的输入电压依赖性，简化环路补偿设计；内置 6MHz 高增益带宽误差放大器，实现超快的线性 / 负载瞬态响应，有效抑制负载与输入电压跳变带来的输出电压波动，输出电压纹波低。
完善启动与控制功能，适配复杂系统
支持可编程软启动（SS/TRACK 引脚外接电容设定）、单调预偏置启动，启动过程无电压骤降 / 平台，避免输出过冲，且 SS/TRACK 引脚兼作主从电源追踪，满足多电源时序供电需求；具备高精度 UVLO/EN 使能引脚（带迟滞），可实现输入欠压锁定与电源时序控制，关断电流仅 12μA（典型值），待机功耗低。
大电流驱动能力，适配并联 MOSFET
集成高 / 低侧大电流栅极驱动器，高侧最大上拉 1.5A、下拉 2A，低侧最大上拉 1.5A、下拉 2A，驱动阻抗低（上拉 1.2Ω/ 下拉 0.8Ω），可直接驱动单颗或多颗并联的功率 MOSFET，满足 40A 大电流输出需求，无需额外驱动芯片。
关键电气参数
- 核心基准：FB 反馈电压 594mV~606mV（典型 0.6V），±1% 全温精度；
- 开关特性：100kHz~1.2MHz 可调频率，30ns 最小导通时间，150ns 最小关断时间，93% 最大占空比；
- 驱动能力：高 / 低侧栅极驱动最大拉 / 灌电流 2A/1.5A，自适应死区时间（典型 15ns）；
- 保护参数：欠压锁定阈值 2.7V（带 250mV 迟滞），热关断 150℃（带 25℃迟滞），PGOOD 带 20μs 去毛刺滤波；
- 功耗与温度：静态工作电流 1.6mA（典型），关断电流 12μA（最大），工作结温 - 40℃~+125℃，ESD 防护 ±2000V HBM/±500V CDM；
- 内部 LDO：4.7V 输出（4.15V~5.1V），最大输出电流 58mA，为栅极驱动与自举电路供电。
核心功能亮点
电感 DCR 温度补偿过流保护
利用电感自身直流电阻（DCR）实现无损耗电流检测，配合靠近电感的 NPN BJT（接 D+/D - 引脚）检测电感温度，通过开关电容技术采样 BJT 的 ΔVBE，自动补偿电感 DCR 的正温度系数，保证 - 40℃~+125℃范围内限流精度，无需额外采样电阻，降低损耗与成本。
输出电压遥感检测
配备 RS 负遥感引脚，可消除 GND 与负载接地之间的电压压降，实现负载点的精准电压检测，大幅提升大电流供电时的输出电压精度，避免走线 IR 压降导致的供电偏差。
主从电源追踪与预偏置启动
SS/TRACK 引脚可实现比例追踪 / 同步追踪，适配多电源系统的时序供电需求；支持单调预偏置启动，即使输出端存在预偏置电压，启动过程仍保持电压线性上升，无反向电流，避免电源倒灌损坏器件。
可编程热关断
通过 OTP 引脚外接电阻与 0.1μF 电容，可灵活设定系统级热关断阈值，兼顾电感、MOSFET 与 PCB 的温度保护，相比芯片内置热关断，更贴合实际应用的热保护需求，提升系统可靠性。
典型应用
- 负载点（POL）电源模块：工业计算机、服务器、工作站的 CPU/GPU/ASIC/FPGA 供电；
- 电信基础设施：基站、交换机、路由器的大电流降压供电；
- 计算 / 存储模块：固态硬盘、内存、计算卡的低电压大电流供电；
- 工业电源：分布式电源架构的下游 DC-DC 降压转换，3V~20V 输入转 0.6V~12V 输出；
- 高端消费电子：笔记本电脑、台式机的主板供电模块。
封装与工艺
- 封装：4mm×4mm QFN-24，带底部外露散热焊盘，需打多个热过孔连接 PCB 接地层，提升散热效率；
- 工艺：适配表面贴装工艺，引脚间距 0.5mm，封装小巧，适配高密度 PCB 设计；
- 布局关键：功率回路（VIN/MOSFET/SW/ 输出电容）做最小化环路设计，敏感模拟引脚（FB/CS+/CS-/D+/D-）远离 SW 高噪声节点，栅极驱动走线短且宽，减小寄生电感。
应用设计关键要点
- 输出电压设定：通过 FB 引脚外接电阻分压，公式为VOUT=0.6V×RFB2RFB1+RFB2，推荐使用 ±1% 高精度低温漂电阻；
- 开关频率配置：FADJ 引脚外接电阻设定频率，公式为RFADJ[kΩ]=FSW[kHz]0.99−10010000−7，500kHz 对应 20kΩ，1MHz 对应 4.12kΩ；
- 软启动时间：SS/TRACK 引脚外接电容设定，公式为tss=ISSCss×0.6V（I_SS 典型 3μA），无外接电容时默认 1.28ms 内部软启动；
- DCR 电流检测：需匹配 RC 网络参数使RS×CS=RDCRL，保证电流检测精度，CS 电容推荐≥0.1μF；
- 热补偿与热关断：D+/D - 引脚外接 NPN BJT（如 2N3904）靠近电感，OTP 引脚外接电阻与 0.1μF 电容，公式为ROTP=80.7K×TOTP+273398；
- 栅极驱动设计：HG/LG 引脚到 MOSFET 栅极走线短且宽，可串 1~3Ω 电阻减小 SW 节点振铃，自举电容（CBOOT）0.1μF / 耐压≥25V，就近贴装在 CBOOT 与 SW 引脚。
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