LGS5145
55V/1000mA 1.2MHz 具备轻负载SKIP模式的高效率异步降压转换器
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其他信息
| 重量 | 0.049 克 |
|---|---|
| 商品封装 | SOT-23-6 |
| 包装方式 | 编带 |
| 商品毛重(克) | 0.049 |
| 商品目录 | DC-DC电源芯片 |
| 功能类型 | 降压型 |
| 工作电压 | 4.5V~55V |
| 输出电压(V) | – |
| 开关频率 | 1.2MHz |
| 工作温度 | -40℃~+105℃@(TJ) |
| 同步整流 | 否 |
| 输出通道数 | 1 |
| 拓扑结构 | 降压式 |
| 静态电流(Iq) | 150uA |
| 开关管(内置/外置) | 内置 |
| 输出类型 | 可调 |
| 输出电流(A) | 1 |
| 最小包装(pcs) | 3000 |
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棱晶半导体 LGS5145 55V/1A 高压异步降压转换器
LGS5145 是棱晶半导体推出的一款高效率异步降压 DC/DC 转换器，专为 4.5V~55V 超高压宽范围输入场景设计，最大 1A 持续输出电流，采用 1.2MHz 固定高频开关，集成 600mΩ 高侧 MOSFET 与完善保护机制，内置 SKIP 轻载省电模式，全端口 ±3000V HBM ESD 防护，封装为超小 SOT23-6，工作结温覆盖 - 40℃~+125℃，适配工业高压降压、电池充电、电表、WLED 驱动等高压中电流场景，兼具小尺寸、高可靠性与设计简化的优势。
一、核心核心特性
- 超高压宽输入，输出灵活可调
- 输入电压：4.5V~55V，适配工业高压轨、42V 汽车电源总线、多节高串数电池组；
- 输出电压：通过 FB 引脚分压调节，内部基准 0.812V（精度 ±2.46%），支持 2.5V~40V 输出；
- 带载能力：1A 持续输出，高侧 MOSFET 峰值限流 1.5A，满足中电流供电需求。
- 高集成小封装，外围设计极简
- 封装：SOT23-6（3mm×3mm，引脚间距 0.95mm），顶部标识 5145；
- 集成模块：600mΩ 高侧功率 MOSFET、内部环路补偿、自举驱动电路，无需额外补偿元件；
- 极简外围：仅需搭配外部续流二极管、电感、电容及分压电阻，自举端仅需 100nF 电容。
- 高频高效，高低载功耗优化
- 开关频率：1.2MHz 固定（典型值，范围 1~1.4MHz），减小无源器件尺寸，降低 EMI；
- 轻载效率：内置SKIP 跳脉冲模式，轻负载时 “突发 - 休眠” 切换，大幅降低开关损耗；
- 低静态功耗：无负载静态电流 150μA，关机电流低至 4μA，适配电池供电设备。
- 完善保护机制，高可靠抗干扰
- 全端口 ESD：±3000V HBM/±1000V CDM/±500V MM，抗静电能力优异；
- 多重硬件保护：内部 2.4ms 软启动、逐周期过流保护、输出短路频率折返保护、150℃热关断（130℃恢复）、4.2V/3.5V 欠压锁定（UVLO）；
- 使能控制：EN 引脚高电平（≥1.4V）使能、低电平（≤1.0V）关断，内置 100nA 弱下拉，可直连 VIN 实现上电自启。
- 优异性能，适配复杂场景
- 瞬态响应：峰值电流控制架构，支持前馈补偿电容优化，负载 / 线路瞬态响应出色；
- 宽温工作：结温范围 - 40℃~+125℃，满足工业高低温环境；
- 兼容特性：支持大负载电容启动，最大占空比 94%，输入压差较小时仍能稳定工作。
二、关键电气参数（典型值，25℃，VIN=12V，无开关）
| 类别 | 参数项 | 规格值 | 单位 |
|---|---|---|---|
| 输入特性 | 静态工作电流 | 150 | μA |
| 关机电流 | 4 | μA | |
| UVLO 上升 / 下降阈值 | 4.2/3.5 | V | |
| 开关特性 | 高侧 MOS 导通电阻 | 600 | mΩ |
| 开关频率 | 1.2 | MHz | |
| 最大占空比 | 94 | % | |
| 最小导通时间 | 60 | ns | |
| 基准与使能 | FB 反馈电压 | 0.812（0.792~0.832） | V |
| EN 高 / 低逻辑门限 | 1.4/1.0 | V | |
| 保护特性 | SW 峰值限流 | 1.5 | A |
| 热关断 / 恢复温度 | 150/130 | ℃ | |
| 热阻特性 | 结到环境热阻（θJA） | 173 | ℃/W |
| 结到 PCB 热阻（θJB） | 33.2 | ℃/W |
三、典型应用场景
- 电力仪表：智能电表、数据集中器的高压供电降压转换；
- 分布式电源：工业高压总线前置稳压、线性稳压器预稳压；
- 电池应用：多节高串数电池组充电管理、电池供电设备降压；
- 照明与驱动：WLED 驱动器、工业传感器的高压降压供电；
- 汽车 / 工业：42V 汽车电源总线、工业控制设备的高压降压场景。
四、核心设计要点
1. 输出电压设定
通过 FB 引脚外接上拉电阻RF和下拉电阻RG分压，公式为：
VOUT=0.812×RGRF+RG(V)
推荐电阻配置（RG≤30KΩ，±1% 高精度低温漂）：
| 目标输出电压 | RF（KΩ） | RG（KΩ） | 实际输出（V） | 设定误差 |
|---|---|---|---|---|
| 2.5V | 6.8 | 3.3 | 2.49 | -0.88% |
| 3.3V | 13 | 4.3 | 3.27 | -1.33% |
| 5V | 82 | 16 | 4.97 | -0.63% |
| 12V | 300 | 22 | 11.88 | -1.03% |
2. 关键外围元器件选型
（1）续流二极管
- 类型：推荐肖特基二极管（反向恢复时间短，降低开关损耗），禁止使用超快恢复二极管（易导致 SW 节点振铃超调）；
- 规格：反向耐压≥60V，额定电流≥2A（如 PMEG6020ER，60V/2A，正向压降 460mV@2A）；
- 损耗计算：需考虑导通损耗 + 交流损耗，适配高压大压差场景。
（2）无源器件（原厂推荐）
| 器件名称 | 规格要求 | 典型值 |
|---|---|---|
| 自举电容（CBST） | BST-SW 之间，X7R/X5R 陶瓷，耐压≥16V，就近贴装 | 100nF |
| 输入电容（CIN） | X7R/X5R 陶瓷，耐压≥100V，≥4.7μF，并联 100nF 高频电容，24V 以上需加防浪涌措施 | 4.7μF+100nF |
| 输出电容（COUT） | 低 ESR X7R/X5R 陶瓷，耐压≥2 倍输出电压，容值按纹波 / 瞬态需求选择 | 10μF |
| 功率电感（L） | 铁氧体磁芯，10~47μH，饱和电流≥1.5A，DCR≤200mΩ（降低铜损） | 10μH |
（3）前馈补偿电容（CFF，可选）
- 作用：跨接在RF两端，优化环路相位裕度，减小轻载纹波，提升瞬态响应；
- 计算公式：CFF=2π×FSW×(RF//RG)1
- 典型值：47pF（通用起点，可根据实际场景微调）。
3. 热插拔浪涌防护
陶瓷电容低 ESR 易与杂散电感形成欠阻尼振荡，带电插拔时 VIN 电压可能超调至标称值 2 倍，两种解决方案：
- 方案 1：输入侧并联铝电解电容，利用其高 ESR 阻尼振荡，消除过冲，同时改善输入纹波；
- 方案 2：输入侧串联1Ω 小电阻 + 0.1μF 高频电容，抑制过冲且降低峰值电流，体积更小、成本更低，对效率影响极小（推荐）。
4. PCB 布局核心规则
- 高频电容就近贴装：输入电容 CIN 紧贴 VIN（5 脚）、GND（2 脚），缩短高频电流路径，降低噪声；
- 功率回路宽覆铜：VIN、SW、续流二极管、电感的电流路径采用大面积覆铜，减小传导损耗与寄生电感；
- 敏感节点远离噪声：FB 引脚为高阻抗敏感端，走线短且远离 SW/BST 等高噪声节点，可做屏蔽处理；
- 热岛设计：电感、续流二极管的损耗会产生热量，与芯片间保留距离或设计热岛，避免热量传导至芯片；
- 多层互连增过孔：增加过孔数量实现顶层与电源层 / 地层的互连，提升散热效率与连接可靠性；
- SW 节点缩面积：开关节点 SW 敷铜面积尽量小，减少电磁辐射，续流二极管就近贴装 SW 引脚。
五、关键功能说明
1. SKIP 轻载跳脉冲模式
轻负载时，转换器暂停连续开关，仅在输出电压跌至阈值时进行短时间突发开关，输出电压恢复后进入休眠，由输出电容为负载供电，大幅降低开关损耗，提升轻载效率；缺点是该模式下输出纹波略高于连续 PWM 模式。
2. 输出短路频率折返保护
当输出短路（FB≤0.25V）时，开关频率自动降至原频率的 1/4，延长电感电流下降时间，降低平均输出电流，避免器件因过大电流产生过多热量；短路解除后，转换器自动进入软启动，恢复正常输出，防止浪涌电流与电压过冲。
3. 软启动功能
内置 2.4ms 内部软启动，启动时内部软启动电压线性上升，替代基准电压作为误差放大器参考，输出电压匀速跟踪，防止上电电流过冲与输出电压超调；支持大输出电容（如 2200μF）启动，启动过程中开关限流依然有效，避免上电短路。
4. 结温计算与散热优化
结温计算公式：TJ=TA+(PD×θJA)
其中TA为环境温度，PD为器件功耗，θJA为结到环境热阻（173℃/W）；
散热优化：增大芯片周围 GND 覆铜面积，增加散热过孔，利用 PCB 铜箔散热；结温长时间高于 125℃会降低器件寿命，需保证实际工作结温≤125℃。
六、封装与卷装信息
- SOT23-6 封装尺寸（单位：mm）：高度 1.45，本体 3.00×3.00，引脚宽度 0.30~0.50，引脚长度 0.35~0.45；
- 卷装规格：卷盘直径 180mm，卷宽 8.4mm，每卷 3000pcs，PIN1 位于 Q3 象限，适配自动化贴片生产。
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