LGS5145EP
60V/1.2A 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 | 0.1755 克 |
|---|---|
| 商品封装 | ESOP8 |
| 包装方式 | 编带 |
| 商品毛重(克) | 0.1755 |
| 商品目录 | DC-DC电源芯片 |
| 功能类型 | 降压型 |
| 工作电压(V) | 4.2~55 |
| 输出电压(V) | – |
| 开关频率(KHz) | 1200 |
| 工作温度 | -40℃~+125℃@(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) | 1.2 |
| 最小包装(pcs) | 4000 |
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棱晶半导体 LGS5145EP 60V/1.2A 高压异步降压转换器
LGS5145EP 是棱晶半导体推出的高效率异步降压 DC/DC 转换器，专为高压宽输入场景设计，输入电压覆盖 4.5V~60V，最大 1.2A 持续输出电流，采用 1.2MHz 固定高频开关，峰值转换效率达 90%。器件搭载散热增强型 ESOP-8 封装（带底部裸露散热焊盘），集成 600mΩ 高侧 MOSFET、内部环路补偿，内置 SKIP 轻载省电模式与完善的多重保护机制，全端口具备 ±3000V HBM ESD 防护，工作结温覆盖 - 40℃~+125℃，适配 60V 高压工业轨、42V 汽车电源总线、电表、电池充电、WLED 驱动等高压中电流降压场景，兼具高耐压、强散热、小尺寸与设计简化的核心优势。
一、核心产品特性
1. 超高压宽输入，输出能力强劲
- 输入电压范围4.5V~60V，适配工业高压电源轨、多节高串数电池组、42V 汽车总线，无需额外浪涌抑制组件；
- 最大1.2A 持续输出电流，高侧 MOSFET 峰值限流 1.7A，满足中电流供电需求；
- 输出电压通过 FB 引脚外部分压电阻灵活调节，内部反馈基准电压 0.812V（精度 ±2.46%），支持 2.5V~40V 宽范围输出。
2. 散热增强封装，集成度高且外围极简
- 封装形式：ESOP-8（带底部散热 ePad），相比常规封装散热能力大幅提升，适配大电流高功耗工况；
- 高度集成：内置 600mΩ 高侧功率 MOSFET、内部环路补偿、自举驱动电路，无需外部补偿元器件，仅需搭配续流二极管、电感、电容及分压电阻即可组成完整应用电路；
- 自举电路极简：仅需在 BST 与 SW 引脚间接 100nF 陶瓷电容，大幅减少外部器件数量，节省 PCB 布局空间。
3. 高频高效，高低载功耗全面优化
- 开关频率：1.2MHz 固定（典型值，范围 1~1.4MHz），有效减小外围电感、电容等无源器件尺寸，同时降低电磁干扰（EMI）；
- 轻载效率优化：内置SKIP 跳脉冲模式，轻负载时通过 “突发开关 - 休眠” 周期工作，仅在输出电压跌至阈值时触发短时间开关，大幅降低开关损耗，实现极高的轻载效率；
- 低静态功耗：无负载静态工作电流仅 150μA，关机电流低至 4μA，待机功耗极小，适配电池供电设备的低功耗需求。
4. 完善多重保护，高可靠抗干扰
全端口具备 **±3000V HBM/±1000V CDM/±500V MM ESD 防护 **，内置 6 重硬件保护机制，全方位保障器件与系统安全：
- 2.4ms 内部软启动：电压匀速上升，防止上电电流过冲与输出电压超调，支持 2200μF 及以上大负载电容启动；
- 逐周期过流保护：SW 引脚电流达到峰值限流 1.7A 时，立即关断内部开关，避免器件损坏；
- 输出短路频率折返保护：FB 电压≤0.25V（短路状态）时，开关频率自动降至原频率的 1/4，降低平均输出电流，避免器件过热；
- 热关断保护（OTP）：结温升至 150℃时强制关断输出，降至 130℃时恢复（带 20℃迟滞），防止高温损坏；
- 欠压锁定（UVLO）：输入电压上升阈值 4.2V、下降阈值 3.5V，防止低压误启动；
- 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，支持系统电源时序控制。
5. 优异动态性能，电压稳定性高
- 采用峰值电流控制架构，负载 / 线路瞬态响应出色，在宽输入电压、全负载电流范围内保持输出电压稳定；
- 支持外接前馈补偿电容（CFF），与分压电阻 RF 形成高频零点，优化环路相位裕度，减小轻载纹波，进一步提升负载瞬态响应能力。
二、关键电气参数（典型值，TA=25℃，VIN=12V，非开关状态）
| 特性类别 | 参数项 | 规格值 | 单位 |
|---|---|---|---|
| 输入特性 | 静态工作电流 | 150 | μA |
| 关机电流（EN=0V） | 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（1~1.4） | MHz | |
| 最大占空比 | 94（最小 90） | % | |
| 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 | 1.7 | A |
| 热关断 / 恢复温度 | 150/130 | ℃ | |
| 启动特性 | 软启动时间 | 2.4 | ms |
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；
- 工业电源：60V/48V 分布式电源总线、线性稳压器预稳压；
- 汽车电子：42V 汽车电源总线的降压调节；
- 电池应用：多节高串数电池组充电管理、电池备用电源降压；
- 照明与驱动：WLED 驱动器、工业传感器、热电器件的高压降压供电。
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分压实现，核心公式为：
VOUT=0.812×RGRF+RG(V)
原厂推荐快速配置（要求RG≤30KΩ，建议使用 ±1% 高精度低温漂电阻）：
| 目标输出电压 | RF（KΩ） | RG（KΩ） | 实际输出电压 | 设定误差 |
|---|---|---|---|---|
| 2.5V | 6.8 | 3.3 | 2.49V | -0.88% |
| 3.3V | 13 | 4.3 | 3.27V | -1.33% |
| 4.2V | 16 | 3.9 | 4.14V | -1.67% |
| 5.0V | 82 | 16 | 4.97V | -0.63% |
| 8.0V | 160 | 18 | 8.03V | 0.41% |
| 12.0V | 300 | 22 | 11.88V | -1.03% |
2. 关键外围元器件选型
（1）续流二极管
- 类型：推荐 60V/2A 及以上肖特基二极管（如 SS26），反向恢复时间短，降低开关损耗，提升转换效率；
- 禁用：超快恢复二极管（易导致 SW 节点电压振铃超调，可能损坏 IC）；
- 规格要求：反向耐压≥60V，额定电流≥2A，为输出短路工况预留足够裕量。
（2）无源器件（原厂推荐规格）
| 器件名称 | 选型要求 | 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，≥10μF，并联 100nF 高频电容；24V 以上输入需加防浪涌措施 | 10μF+100nF |
| 输出电容（COUT） | 低 ESR X7R/X5R 陶瓷，耐压≥2 倍输出电压，按纹波 / 瞬态需求选择 | 10μF/20μF |
| 功率电感（L） | 铁氧体磁芯，10~47μH，饱和电流≥1.7A，直流电阻（DCR）≤200mΩ | 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 SKIP 模式纹波，提升负载瞬态响应；
- 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 特性易与杂散电感形成欠阻尼振荡，带电插拔时 VIN 引脚电压可能超调至标称值 2 倍，导致器件损坏，两种可靠解决方案：
- 方案 1：输入侧并联铝电解电容，利用其高 ESR 实现阻尼，消除电压过冲，同时改善输入纹波；
- 方案 2：输入侧串联1Ω 小电阻 + 0.1μF 高频陶瓷电容，抑制过冲且降低峰值输入电流，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
（1）散热优化布局
- 器件底部散热焊盘（ePad） 需充分铺铜，并打多个过孔连接至底层地平面，最大化散热效率；
- 电感、续流二极管与芯片间设计热岛隔离，避免其损耗产生的热量传导至芯片，防止结温过高。
（2）电气性能优化布局
- 高频输入电容 CIN就近紧贴 VIN（2 脚）、GND（7 脚），缩短高频电流路径，降低噪声；
- 功率回路（VIN、SW、续流二极管、电感）采用大面积覆铜、宽走线，减小传导损耗与寄生电感；
- SW 开关节点尽量减小敷铜面积，减少电磁辐射，续流二极管需就近贴装 SW 引脚；
- FB 引脚为高阻抗敏感节点，走线短且远离 SW/BST 等高噪声节点，必要时做屏蔽处理；
- 增加过孔数量，实现顶层与电源层 / 地层的互连，减小过孔损耗，提升接地可靠性。
（3）布线禁忌
- 敏感信号（FB、EN）与功率信号（SW、VIN）严格分开，避免交叉耦合；
- 输入 / 输出电容远离散热源，防止高温导致电容容值衰减、性能下降。
五、结温计算与散热设计
1. 结温计算公式
需保证器件实际工作结温≤125℃，核心计算公式：
TJ=TA+(PD×θJA)
- TA：环境温度（℃）；
- PD：器件总功耗（W），PD=PIN−POUT；
- θJA：结到环境热阻（℃/W），2500mm² 覆铜时 θJA≈125℃/W（覆铜面积越小，热阻越大）。
2. 功耗优化措施
- 输入与输出压差较大时，优先选择结电容（CJ）小的肖特基二极管，降低芯片内部开关损耗与转换损耗；
- 选择DCR≤200mΩ 的低损耗电感，减小电感铜损，提升整体转换效率；
- 避免器件长时间工作在满负载、高输入电压工况，预留 10%~20% 的功耗裕量。
六、封装与卷装信息
- ESOP-8 封装：本体约 6.2×5.8mm，引脚间距 1.27mm，底部带裸露散热焊盘，高度 1.7mm（MAX）；
- 卷装规格：每卷 4000pcs，卷盘直径 330mm，卷宽 12.4mm，PIN1 位于 Q1 象限，适配自动化贴片生产；
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