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其他信息
| 重量 | 0.4 克 |
|---|---|
| 商品封装 | ETSSOP16 |
| 包装方式 | 编带 |
| 商品毛重(克) | 0.4 |
| 商品目录 | DC-DC电源芯片 |
| 功能类型 | 降压型 |
| 工作电压(V) | 4~60 |
| 输出电压(V) | 1~65 |
| 开关频率(KHz) | 200～2000 |
| 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) | 130uA |
| 开关管(内置/外置) | 内置 |
| 输出类型 | 可调 |
| 输出电流(A) | 3 |
| 最小包装(pcs) | 5000 |
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棱晶半导体 LGS5160 65V 耐压 / 3A 同步降压转换器
LGS5160 是棱晶半导体推出的多功能高集成同步降压 DC/DC 转换器，采用增强散热 ETSSOP-16 封装，支持 4.5V~65V 宽输入电压（瞬态耐受 80V 浪涌），集成 130mΩ 高侧 + 95mΩ 低侧功率 MOS 管，最大持续输出 3A 电流，输出电压可调范围 1V~VIN。芯片核心亮点为自适应旁路线性电源+外部可调节软启动 / 电压跟踪，支持 200KHz~2MHz 可配置开关频率，自适应 CCM/DCM/PFM 工作模式，内置电源正常指示与完善保护机制，兼具低纹波、高效率、多功能扩展特性，适配工控、汽车电子、宽电压输入、低纹波低噪声等中高端电源场景。
一、核心产品特性
（一）超宽压高耐压，汽车级电源适配
- 耐压与输入：额定输入 4.5V~65V，瞬态可耐受 80V 浪涌电压，输入欠压锁定 4V（上升）/3.6V（下降），无需额外浪涌抑制器件，完美适配 12V/24V/48V 工业 / 汽车电源总线，满足高电池节数电池组供电需求；
- 输出能力：低内阻功率管设计，最大持续输出 3A 电流，高侧 / 低侧峰值电流限制达 3.7A/3.3A，线路与负载瞬态响应优异，输出电压 1V~VIN 宽范围可调，适配多规格低压供电；
- 低压差模式：支持近 100% 占空比的低压差（Low Drop-Out）模式，输入接近输出电压时自动调整高侧 MOS 管导通时间，保证供电稳定，适配宽电压波动场景。
（二）自适应旁路电源，全负载高效率
- 旁路线性电源自适应：集成可自动切换的旁路线性电源（VCCIN），可外接低电压电源为内部控制电路供电，替代默认的 VIN 供电，大幅降低高压输入轻载时的 LDO 损耗，显著提升轻载转换效率；
- 多模式智能切换：根据负载大小自动切换 **CCM（连续导通）/DCM（断续导通）/PFM（脉冲频率调制）** 模式，轻载时进入 PFM 跳脉冲模式，减少开关损耗，中重载效率可达 85% 以上，全负载范围保持高效率；
- 可配置开关频率：通过 FREQ 引脚外接电阻可设置200KHz~2MHz开关频率，高频适配小体积电感电容（节省 PCB 空间），低频实现更高转换效率，兼顾体积与效率需求，开关频率精度 ±10%。
（三）多功能扩展，设计灵活性拉满
- 软启动 / 电压跟踪双功能：SS/TRK 引脚支持内部软启动（默认 300μS）、外部可调节软启动（外接电容延长启动时间，避免大电容充电过冲）、输出电压跟踪（跟随外部电压源，适配电源时序管理）三种模式，满足复杂系统的电源启动需求；
- 可调节欠压锁定：EN 使能引脚可通过外接分压电阻自定义输入欠压锁定阈值，适配不同系统的电源启动电压要求，关断电流仅 4μA，低功耗待机；
- 电源正常指示：集成 PG 开漏输出引脚，实时检测输出电压状态，输出在 85%~115% 额定值时为高电平，异常时拉低，无需额外检测电路，适配精密系统的电源状态监控。
（四）高度集成，简化外围设计
- 功率与功能集成：内置高 / 低侧功率 MOS 管、双输入 LDO（VIN/VCCIN）、300μS 软启动、电源正常指示，无需外部功率器件与检测元件，减少 BOM 器件数量；
- 内部环路补偿：集成电压电流双环补偿电路，无需外部补偿电阻 / 电容，仅需可选的前馈电容 CFF 优化瞬态性能，简化电源设计流程，提升电路稳定性；
- 支持大负载电容启动：内置大负载电容启动保护，无需额外限流电路，可直接驱动大容量输出滤波电容，适配低纹波、高稳定性的电源需求。
（五）完善保护机制，高可靠性
芯片内置输入 + 输出 + 芯片全链路自恢复保护，覆盖各类异常工况，保护触发后进入打嗝模式或强制关断，防止器件与电路损坏：
- 过流 / 短路保护（OCP/SCP）：逐周期峰值 / 谷值电流限制，输出短路时触发打嗝模式（5ms 关闭 + 4ms 重启），反复尝试直至故障解除，避免芯片过热；
- 过温保护（OTP）：结温升至 160℃时强制关闭输出，降至 145℃自动恢复，防止高温损坏芯片，保证长期工作可靠性；
- 其他保护：VCC 欠压保护、门驱动器欠压锁定、最大占空比限制定时器，全端口 ±2000V HBM ESD 防护，抗静电与电压冲击能力强。
二、关键电气参数（典型值，T_J=25℃，VIN=24V）
| 功能类别 | 参数项 | 规格值 | 备注 |
|---|---|---|---|
| 输入特性 | 额定输入电压 | 4.5V~65V | 瞬态耐受 80V 浪涌 |
| 静态工作电流（VIN 供电） | 10μA | 无开关动作，VCCIN=5V | |
| 关断电流 | 4μA | EN=0，VIN=65V | |
| 功率管特性 | 高侧 MOS 管导通电阻 | 130mΩ（最大 160mΩ） | T_J=25℃ |
| 低侧 MOS 管导通电阻 | 95mΩ（最大 130mΩ） | T_J=25℃ | |
| 峰值电流限制 | 高侧 3.7A / 低侧 3.3A | 逐周期限制 | |
| 输出特性 | 最大输出电流 | 3A（持续） | - |
| FB 反馈基准电压 | 1.0V±1% | 输出电压调节基准 | |
| 频率特性 | 开关频率范围 | 200KHz~2MHz | FREQ 引脚外接电阻配置 |
| 软启动时间 | 300μS（典型） | 可外接电容延长 | |
| 保护特性 | 过温保护 | 160℃（关闭）/145℃（恢复） | 结温，自恢复 |
| 短路打嗝模式 | 5ms 关闭 / 4ms 重启 | 重复至故障解除 | |
| 封装热特性 | 结到空气热阻 θJA | 38.9℃/W | 0 风条件，ETSSOP-16 |
三、引脚功能（ETSSOP-16 封装，含底部 EPAD 散热地）
芯片共 16 个功能引脚 + 底部 EPAD 散热焊盘（接 PGND 功率地，需大面积覆铜），采用模拟地（AGND）/ 功率地（PGND）分离设计，提升抗干扰能力，核心功能如下（关键引脚）：
| 引脚编号 | 引脚名称 | 核心功能与使用说明 |
|---|---|---|
| 1/2 | SW | 开关节点，外接功率电感与 BST 自举电容，高频高 dv/dt，走线需短且粗 |
| 3 | BST | 自举驱动引脚，与 SW 间接100nF/16V 以上陶瓷电容，就近贴装 |
| 4 | VCC | 内部控制电路供电端，由 VIN/VCCIN 供电，需贴装 1~4.7uF 陶瓷电容到 PGND |
| 5 | VCCIN | 旁路供电输入，可外接低电压电源，自适应切换为 VCC 供电，不使用则接地 |
| 7 | FREQ | 开关频率设置引脚，与 AGND 间接电阻，配置 200KHz~2MHz 开关频率 |
| 8 | PG | 电源正常开漏指示，需上拉到 VCC，输出正常时为高，异常时拉低 |
| 9 | FB | 输出电压反馈引脚，外接分压电阻到 VOUT 与 PGND，基准电压 1V，走线远离噪声源 |
| 10 | AGND | 模拟地，为 FB、FREQ 等敏感引脚提供接地，与 PGND 单点连接 |
| 11 | SS/TRK | 软启动 / 电压跟踪引脚，悬空为内部软启动，接电容为外部软启动，接电压源为电压跟踪 |
| 12 | EN | 使能引脚，高电平使能，可外接分压电阻自定义欠压锁定阈值 |
| 13/14 | VIN | 电源输入引脚，接 4.5V~65V 输入，需贴装 10uF 陶瓷电容到 PGND，就近贴装 |
| 15/16 | PGND | 功率地，为功率回路、电源输入提供接地，与 EPAD 散热焊盘连通 |
| EPAD | PGND | 底部散热焊盘，超低热阻设计，需大面积覆铜并打多过孔接地 |
四、核心设计要点
（一）输出电压精准配置
输出电压由 **FB 引脚的分压电阻 RFBT（上分压）、RFBB（下分压）** 决定，内部基准电压 V_FB=1V，计算公式：
VOUT=1V×(1+RFBBRFBT)
设计要求：电阻阻值不超过 1MΩ，避免反馈回路抗干扰能力下降；推荐使用 1% 精度、温度系数＜100ppm 的金属膜电阻；可选前馈电容 CFF 与 RFBT 并联，优化瞬态响应与相位裕度。
（二）开关频率配置
开关频率由FREQ 引脚与 AGND 间的电阻 R_FREQ配置，计算公式：
RFREQ(kΩ)=FS(kHz)81053−21
原厂典型匹配（1% 精度电阻），覆盖常用频率区间：
| 开关频率 | 200KHz | 400KHz | 1MHz | 2MHz |
|---|---|---|---|---|
| R_FREQ | 470kΩ | 200kΩ | 64.9kΩ | 18.7kΩ |
（三）软启动 / 电压跟踪设计
- 外部可调节软启动：SS/TRK 引脚与 AGND 间外接电容 C_SS，启动时间由下式计算，可避免大负载电容启动过冲：
tSS=CSS×3.6μAVFB
- 电压跟踪功能：将 SS/TRK 引脚连接到外部参考电压源，输出电压将跟随该电压源变化，适配多电源时序同步启动需求。
（四）自定义欠压锁定（UVLO）
EN 引脚外接分压电阻 R_ENH（VIN 到 EN）、R_ENL（EN 到 PGND），可自定义输入启动电压，计算公式：
VIN_RISING=(1+RENLRENH)×1.2V
设计要求：自定义阈值需高于芯片内置的 4V 欠压锁定阈值。
（五）关键外围元器件选型（原厂推荐）
芯片集成度高，外围器件以被动元件为主，核心选型需匹配电压、电流与开关频率，优先选用 X7R/X5R 陶瓷电容（低 ESR、高稳定性）：
| 器件符号 | 器件名称 | 推荐规格 | 关键要求 |
|---|---|---|---|
| C_VIN | 输入滤波电容 | 10uF / 耐压≥2×VIN，X7R/X5R | 就近贴装 VIN 与 PGND，热插拔加电解电容 |
| C_BST | 自举电容 | 100nF/16V 以上，X7R/X5R | 紧贴 BST 与 SW 引脚 |
| C_VCC | VCC 滤波电容 | 1~4.7uF/10V 以上，X7R/X5R | 紧贴 VCC 与 PGND 引脚 |
| C_OUT | 输出滤波电容 | 22~200uF / 耐压≥2×VOUT | 容值随频率升高而增大，降低纹波 |
| L1 | 功率电感 | 2.2~47μH，饱和电流≥1.4×IOUT_MAX | 频率越高电感值越小，需匹配负载电流 |
| C_FF（可选） | 前馈电容 | 47pF 陶瓷电容 | 与 RFBT 并联，优化瞬态响应 |
五、工作原理
- 启动与供电切换：VIN 电压高于欠压锁定阈值，EN 引脚为高电平时，芯片启动，默认由 VIN 为内部 LDO 供电并输出 5V 至 VCC；若 VCCIN 接入合适低电压，将无缝切换为 VCCIN 供电，降低 LDO 损耗；
- 降压转换：采用峰值电流控制的同步降压拓扑，高侧 / 低侧 MOS 管交替导通，将高压输入转换为低压输出，通过 FB 引脚的电压反馈实时调节占空比，保证输出电压稳定；
- 模式切换：重载时工作在 CCM 模式，电感电流连续；轻载时自动切换为 DCM/PFM 模式，减少开关次数；输入接近输出时进入低压差模式；高压轻载时，VCCIN 供电替代 VIN 供电，提升效率；
- 软启动 / 跟踪：SS/TRK 引脚悬空时，芯片进入 300μS 内部软启动，缓慢提升输出电压；外接电容时延长启动时间；接外部电压源时，输出电压跟随该电压源变化；
- 保护触发：检测到过流、短路时，立即关闭输出并进入打嗝模式；检测到过温时，强制关闭输出，温度恢复后自动重启；输入欠压或 VCC 欠压时，关闭输出直至电压恢复。
六、PCB 布局核心规则
LGS5160 为高频功率器件，且采用模拟地 / 功率地分离设计，布局直接影响效率、纹波、EMI 与散热，核心原则为短路径、分接地、隔噪声、强散热：
- 功率回路最短化：VIN、SW、VOUT、PGND 组成的功率回路，采用宽走线（≥20mil）、短路径，减小寄生电感与电阻，降低损耗与 EMI 干扰；
- 模拟地 / 功率地分离：AGND 为敏感引脚（FB、FREQ、SS/TRK）接地，PGND 为功率回路接地，两者单点连接，避免功率噪声干扰模拟信号；
- 电容就近贴装：C_VIN、C_BST、C_VCC 必须紧贴对应引脚与地（PGND/AGND），尤其是 C_VIN，需最大限度减小输入回路面积，吸收高频开关噪声；
- 散热焊盘充分接地：底部 EPAD 散热焊盘需大面积覆铜，并打阵列过孔连接至 PGND 地平面，多层板需在各层覆铜接地，最大化散热效率；
- 噪声节点隔离：SW、BST 为高频高噪声节点，走线需短且粗，远离 FB、FREQ 等敏感模拟引脚；敏感引脚需布置在屏蔽层下，避免噪声耦合；
- 反馈回路抗干扰：FB 引脚的分压电阻需紧靠 FB 引脚并接 AGND，FB 走线短且细，远离电感、SW、BST 等噪声源，防止输出电压纹波增大；
- 大电流覆铜：VIN、VOUT、PGND 的大电流路径采用大面积覆铜（≥1oz 铜箔），降低导通损耗，同时辅助芯片散热。
七、封装规格（增强散热 ETSSOP-16）
为 16 引脚塑封 SOIC，带底部大面积 EPAD 散热焊盘，增强散热设计，适配工业 / 汽车级贴片工艺，核心尺寸（单位：mm）：
- 本体尺寸：6.2~6.6（长）×4.3~4.5（宽），标称 6.4×4.4；
- 封装高度：1.2mm（MAX），引脚间距 0.65mm BSC，引脚宽度 0.19~0.30mm；
- 散热焊盘：标称 2.80×2.10mm，超低热阻设计，需充分覆铜并打多过孔接地；
- 卷装规格：5000pcs / 卷，Pin1 位于 Q1 象限，适配自动化贴片生产。
八、典型应用场景
- 汽车电子电源：车载 12V/24V/48V 电源总线转 5V/3.3V，为车载导航、传感器、控制器供电，适配汽车宽电压波动场景；
- 工控系统电源：工业 48V 电源总线降压转换，为工控板、PLC、工业传感器供电，满足高可靠性、宽电压输入需求；
- 低纹波低噪声电源：测试设备、音频设备、医疗仪器的精密供电，低纹波 + 电源正常指示，满足精密电路需求；
- 宽电压输入设备：多节锂电池组、太阳能供电、便携式储能设备的降压供电，支持低压启动与高压浪涌防护；
- 中高端消费电子：高端蓝牙音箱、电动工具、便携数码设备，3A 大电流 + 高效率，满足高功率负载与续航需求。
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