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其他信息
| 重量 | 0.19 克 |
|---|---|
| 商品封装 | ESOP8 |
| 包装方式 | 编带 |
| 商品毛重(克) | 0.19 |
| 商品目录 | DC-DC电源芯片 |
| 功能类型 | 降压型 |
| 工作电压(V) | 4~65 |
| 输出电压(V) | 1~65 |
| 开关频率(KHz) | 200～2000 |
| 工作温度 | -40℃~+105℃@(TJ) |
| 同步整流 | 是 |
| 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) | 3 |
| 最小包装(pcs) | 4000 |
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棱晶半导体 LGS5160C 65V 耐压 / 3A 同步降压转换器
LGS5160C 是棱晶半导体推出的宽压高功率同步降压 DC/DC 转换器，支持 4.5V~65V 宽输入电压（瞬态耐受 80V），集成 130mΩ 高侧 + 95mΩ 低侧功率 MOS 管，最大输出 3A 电流，输出电压可调范围 1V~VIN。芯片支持 200KHz~2MHz 可配置开关频率，自适应 CCM/DCM/PFM 工作模式，轻载跳脉冲模式实现高效率，内置完善保护与电源正常指示，采用增强散热 ESOP-8 封装，适配工控系统、宽电压输入、低纹波低噪声等工业及消费级电源场景。
一、核心产品特性
（一）超宽压高耐压，大电流输出
- 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，适配 48V 电源总线、多节电池组等宽压供电场景；
- 输出能力：集成低内阻功率 MOS 管，最大持续输出 3A 电流，峰值电流能力达 4A，支持 1V~VIN 宽输出电压范围，可满足绝大多数低压供电需求；
- 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仍能稳定供电，适配宽电压波动场景。
（二）多模式自适应，全负载高效率
- 工作模式自适应：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，大幅降低开关损耗，提升轻载效率；
- 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，低频实现更高转换效率，兼顾体积与效率；
- 高转换效率：低内阻功率管 + 优化的拓扑设计，全负载范围保持高效率，5V 输出时不同输入电压下，中重载效率可达 85% 以上。
（三）高度集成，简化外围设计
- 功率管集成：内置 130mΩ 高侧 MOS 管 + 95mΩ 低侧 MOS 管，无需外部功率器件，大幅减少 BOM 器件数量，降低 PCB 体积；
- 内部环路补偿：内置电压电流双环补偿电路，无需外部补偿器件，简化电源设计流程，缩短开发周期；
- 辅助功能集成：内置 5V LDO 为内部控制电路供电，集成PG 电源正常开漏指示，输出电压正常时 PG 上拉为高，异常时拉低，无需额外检测电路。
（四）完善保护机制，高可靠性
芯片内置输入 + 输出 + 芯片全链路保护，覆盖各类异常工况，保护触发后自恢复或进入打嗝模式，防止器件损坏：
- 过流保护（OCP）：逐周期峰值电流限制，高侧峰值 4A、低侧 2.8A，过流持续时进入打嗝模式；
- 短路保护（SCP）：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，避免过热；
- 过温保护（OTP）：结温 160℃时强制关闭输出，降至 145℃自动恢复，防止芯片过热损坏；
- 其他保护：输入欠压锁定（UVLO）、VCC 欠压保护、全端口 ±2000V HBM ESD 防护，抗静电与电压冲击能力强。
（五）低纹波低噪声，适配精密供电
- 峰值电流控制：采用固定频率峰值电流控制模式，电压电流双环调节，输出电压纹波小，负载与线路瞬态响应优异；
- 电源正常指示：PG 引脚为开漏输出，通过检测 FB 电压判断输出状态，输出电压在 85%~115% 额定值时判定为正常，适配精密电路的电源状态检测需求；
- 低静态功耗：VIN 等效静态电流仅 75μA，无开关动作时功耗极低，适配电池供电的低功耗设备。
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 |
| 输入欠压锁定 | 4V（上升）/3.6V（下降） | - | |
| 静态电流 | 75μA | 无开关动作 | |
| 功率管特性 | 高侧 MOS 管导通电阻 | 130mΩ | 最大 160mΩ |
| 低侧 MOS 管导通电阻 | 95mΩ | 最大 130mΩ | |
| 高侧峰值电流限制 | 4A | 逐周期限制 | |
| 输出特性 | 最大输出电流 | 3A | 持续输出 |
| 输出电压范围 | 1V~VIN | 外接电阻分压设置 | |
| FB 反馈基准电压 | 1.00V±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 |
| 最小导通时间 | 高侧 90ns / 低侧 130ns | 保证高频下的调节精度 | |
| 保护特性 | 过温保护 | 160℃（关闭）/145℃（恢复） | 结温 |
| 短路保护模式 | 打嗝模式 | 5ms 关闭，4ms 重启 | |
| 封装热特性 | 结到空气热阻 θJA | 42.9℃/W | 0 风条件 |
| 结到 PCB 热阻 θJB | 13.6℃/W | 增强散热设计 |
三、引脚功能（ESOP-8 封装，含底部 EPAD 散热地）
芯片共 8 个功能引脚 + 底部 EPAD 散热焊盘（直接接 GND），引脚布局优化适配 PCB 布线，核心功能如下：
| 引脚编号 | 引脚名称 | 核心功能与使用说明 |
|---|---|---|
| 1 | 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 |
| 2 | BST | 自举驱动引脚，与 SW 间接470nF/16V 以上陶瓷电容，就近贴装 |
| 3 | VCC | 内部控制电路供电端，由内部 LDO 输出 5V，需接2.2uF/10V 以上陶瓷电容到 GND，就近贴装 |
| 4 | FREQ | 开关频率设置引脚，与 GND 间接电阻，配置 200KHz~2MHz 开关频率 |
| 5 | FB | 输出电压反馈引脚，外接分压电阻到 VOUT 与 GND，基准电压 1V，走线需远离噪声源 |
| 6 | 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，不使用可悬空 |
| 7 | EN | 使能引脚，高电平使能（逻辑门限 1.1V），高压引脚，可外接分压实现自定义欠压保护 |
| 8 | VIN | 电源输入引脚，需接4.7uF 以上 X7R/X5R 陶瓷电容到 GND，热插拔工况需增电解电容 |
| EPAD | GND | 散热焊盘，直接接系统地，需大面积覆铜并打多过孔，提升散热效率 |
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 R1（下分压）、R2（上分压）** 决定，基准电压 V_FB=1V，计算公式：
VOUT=1V×(1+R1R2)
设计要求：R1、R2 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、低温漂电阻，保证输出电压精度。
（二）开关频率配置
开关频率由FREQ 引脚与 GND 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）：
| 开关频率 | 200KHz | 400KHz | 1MHz | 2MHz |
|---|---|---|---|---|
| R_FREQ | 470kΩ | 200kΩ | 64.9kΩ | 18.7kΩ |
（三）关键外围元器件选型（原厂推荐）
芯片集成度高，仅需少量被动器件，核心选型需匹配电压、电流与频率，优先选用 X7R/X5R 陶瓷电容：
| 器件符号 | 器件名称 | 推荐规格 | 关键要求 |
|---|---|---|---|
| C_VIN | 输入滤波电容 | 4.7uF 以上 / 耐压≥2×VIN，X7R/X5R | 就近贴装 VIN 与 GND，热插拔加电解电容 |
| C_BST | 自举电容 | 470nF/16V 以上，X7R/X5R | 紧贴 BST 与 SW 引脚 |
| C_VCC | VCC 滤波电容 | 2.2uF/10V 以上，X7R/X5R | 紧贴 VCC 与 GND 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，需匹配电流 |
| R1/R2 | 反馈分压电阻 | ≤1MΩ，1% 精度金属膜 | 靠近 FB 引脚，走线短 |
| R_PG | PG 上拉电阻 | 10k~100kΩ | 接 PG 与 VCC 之间 |
| D1（可选） | 续流二极管 | 60V/3A 肖特基二极管（SS36） | 高压大电流（≥2A）时添加，降低芯片发热 |
（四）热插拔防护设计
若应用场景存在带电热插拔，VIN 引脚易产生高压尖峰（可达 100V），需增加防护电路，原厂推荐两种方案：
- 低成本方案：VIN 端串联5Ω/2W 电阻，消除电压过冲，适合低电流（＜0.5A）场景；
- 高效方案：VIN 端串联1Ω/2W 电阻 + 47uF/100V 电解电容（RC 吸收网络），兼顾过冲抑制与效率，适合大电流场景。
五、工作原理
- 启动与使能：VIN 电压高于欠压锁定阈值，EN 引脚为高电平时，芯片启动内部 LDO，输出 5V 至 VCC，随后进入软启动过程，稳定后开始降压转换；
- 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，高侧 MOS 管持续导通；
- 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，反复尝试重启；检测到过温时，强制关闭输出，温度恢复后自动重启；输入欠压时，关闭输出直至电压恢复；
- 电源正常指示：PG 引脚实时检测 FB 电压，当 FB 电压在 85%~115% 基准电压（0.85V~1.15V）时，PG 内部 MOS 管关断，上拉为高；超出范围时，PG 拉低，指示电源异常。
六、PCB 布局核心规则
LGS5160C 为高频功率器件，布局直接影响效率、纹波、EMI 与散热，核心原则为短路径、大覆铜、隔噪声、强散热：
- 功率回路最短化：VIN、SW、VOUT、GND 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；
- 电容就近贴装：C_VIN、C_BST、C_VCC 必须紧贴对应引脚与 GND，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底层地平面，多层板需在各层覆铜接地，提升散热效率；
- 噪声节点隔离：SW 引脚为高频高 dv/dt 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，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、GND 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 ESOP-8）
为 8 引脚塑封 SOIC，带底部大面积 EPAD 散热焊盘，核心尺寸（单位：mm），适配工业级贴片工艺：
- 本体尺寸：2.90~3.10（长）×2.90~3.10（宽），标称 3.00×3.00；
- 封装高度：0.70~0.80mm，标称 0.75mm；
- 引脚间距：1.27mm BSC，引脚宽度 0.31~0.51mm；
- 散热焊盘：标称 2.50×1.55mm，需充分覆铜并打多过孔接地，大幅降低热阻；
- 卷装规格：4000pcs / 卷，适配自动化贴片生产。
八、典型应用场景
- 工控系统电源：工业 48V/24V 电源总线转 5V/3.3V/12V，为工控板、传感器、执行器供电；
- 宽电压输入设备：多节锂电池组、太阳能供电、车载电源等宽电压波动场景的降压供电；
- 低纹波低噪声电源：精密仪器、测试设备、音频设备的低压供电，低纹波满足精密电路需求；
- 大功率消费电子：便携储能、蓝牙音箱、电动工具的内部降压电源，3A 大电流满足负载需求；
- 工业模块电源：小体积模块电源、板载电源，可配置频率兼顾体积与效率。
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