LMR14020-Q1 具有 40uA IQ 的 SIMPLE SWITCHER? 汽车级 40V、2A、2.2MHz 降压转换器数据手册

LMR14020-Q1 是一款 40V、2A 降压稳压器，集成了高压侧 MOSFET。该器件具有 4V 至 40V 的宽输入范围，专为从工业到汽车的各种应用而设计，用于非稳压电源的电源调节。扩展系列提供 3.5A 和 5A 选项，采用引脚对引脚兼容封装，包括 LMR14030-Q1 和 LMR14050-Q1。稳压器在休眠模式下的静态电流为 40μA，专为电池供电系统而设计。在停机模式下，1μA 的超低电流可以进一步延长电池寿命。宽可调开关频率范围允许优化效率或外部元件尺寸。内部环路补偿意味着用户无需承担繁琐的环路补偿设计任务。这种内部环路补偿还最大限度地减少了器件的外部元件。一个精准的使能输入可简化稳压器控制和系统电源排序。该器件还具有内置保护功能，例如逐周期电流限制、热感应和因功率耗散过大而导致的关断，以及输出过压保护。

LMR14020-Q1 采用 8 引脚 HSOIC 或 10 引脚 WSON 封装，带有外露焊盘以实现低热阻。
*附件：lmr14020-q1.pdf

特性

• 适用于汽车应用
• 符合 AEC-Q100 标准，结果如下：
  • 器件温度等级 1：-40 °C 至 125 °C 环境工作温度范围
  • 器件 HBM ESD 分类等级 H1C
  • 器件 CDM ESD 分类等级 C4A
• 4V 至 40V 输入范围
• 2A 连续输出电流
• 40μA 超低工作静态电流
• 90mΩ 高侧 MOSFET
• 75ns 最小接通时间
• 电流模式控制
• 可调开关频率从 200kHz 到 2.5MHz
• 与外部时钟的频率同步
• 用于降低 EMI 的扩频选项
• 固定 5V 输出选项
• 内部补偿，易于使用
• 支持高占空比作
• 精确使能输入
• 1μA 关断电流
• 外部软启动
• 热保护、过压保护和短路保护

参数

方框图

产品概述

• 类型 ：40V、2A 汽车级降压转换器，属于 SIMPLE SWITCHER? 系列。
• 特点 ：集成 90mΩ 高端 MOSFET，静态工作电流低至 40μA，关断电流 1μA，支持宽输入电压范围 4V 至 40V，可调开关频率 200kHz 至 2.5MHz，具备频率同步和扩频选项以降低 EMI，有固定 5V 输出选项，内部补偿简化设计，支持高占空比工作，拥有精密使能输入、外部软启动功能，以及热、过压和短路保护等。

主要特性

• 汽车应用认证 ：符合 AEC-Q100 标准，器件温度等级 1（-40°C 至 125°C 环境工作温度范围），HBM ESD 分类等级 H1C，CDM ESD 分类等级 C4A。
• 电气特性 ：输入电压 4V 至 40V，连续输出电流 2A，高端 MOSFET 导通电阻 90mΩ（典型值），最小导通时间 75ns，采用电流模式控制，支持外部时钟同步，扩频选项可降低 EMI，固定 5V 输出选项，内部补偿，精密使能输入，1μA 关断电流，外部软启动，热、过压和短路保护。

应用领域

• 汽车电池调节、工业电源、电信和数据通信系统、通用宽输入电压调节。

详细描述

• 功能概述 ：LMR14020-Q1 是一款易于使用的降压 DC/DC 转换器，工作电压为 4.0V 至 40V，集成 90mΩ（典型值）高端 MOSFET，能够在非常小的设计尺寸下提供高达 2A 的直流负载电流，具有出色的效率和热性能。在无负载条件下（不切换），工作电流通常为 40μA，禁用时，电源电流通常为 1μA。
• 控制模式 ：采用固定频率峰值电流模式控制，在轻负载时进入睡眠模式以实现高效率，内部补偿减少了设计时间，并且需要的外部组件更少，开关频率可通过外部电阻 RT 从 200kHz 编程到 2.5MHz，也能够在 250kHz 至 2.3MHz 的频率范围内与外部时钟同步。
• 保护功能 ：包括过温关断、输出过压保护（OVP）、输入欠压锁定（UVLO）、逐周期电流限制和带频率折返的短路保护。
• 其他功能 ：精密使能、可调软启动时间、通过 BOOT 电容充电电路实现约 97% 的占空比等。

规格参数

• 绝对最大额定值 ：输入电压 VIN、EN 至 GND 为 - 0.3V 至 44V，BOOT 至 GND 为 - 0.3V 至 49V，SS 至 GND 为 - 0.3V 至 5V，FB 至 GND（DPR 封装）为 - 0.3V 至 7V，FB 至 GND（DDA 封装）为 - 0.3V 至 5.5V，RT/SYNC 至 GND 为 - 0.3V 至 3.6V，PGOOD 至 GND 为 - 0.3V 至 7V，输出电压 BOOT 至 SW（DPR 封装）为 6.5V，BOOT 至 SW（DDA 封装）为 5.5V，SW 至 GND 为 - 3V 至 44V，结温 T J 为 - 40°C 至 150°C，存储温度 T stg 为 - 65°C 至 150°C。
• ESD 评级 ：人体模型（HBM）±2000V，充电设备模型（CDM）±750V。
• 推荐工作条件 ：降压调节器 VIN 为 4V 至 40V，VOUT 为 0.8V 至 28V，BOOT 为 45V，SW 为 - 1V 至 40V，FB 为 0V 至 5V，控制 EN 为 0V 至 40V，RT/SYNC 为 0V 至 3.3V，SS 为 0V 至 3V，PGOOD 至 GND 为 0V 至 5V，开关频率范围在 RT 模式下为 200kHz 至 2500kHz，在 SYNC 模式下为 250kHz 至 2300kHz，工作结温 T J 为 - 40°C 至 125°C。

封装与订购信息

• 封装类型 ：有 8 引脚 HSOIC（DDA）和 10 引脚 WSON（DPR）两种封装，均带有外露焊盘以降低热阻。
• 订购部件号 ：如 LMR14020SQDDARQ1、LMR14020SSQDDARQ1（扩频）、LMR14020SSQ5DDARQ1（扩频，固定 5V 输出）、LMR14020QDPRRQ1、LMR14020SQDPRRQ1（扩频）等。

应用与实现

• 设计流程 ：包括输出电压设定、开关频率选择、输出电感和电容选型、肖特基二极管选择、输入电容和自举电容选择、软启动电容选择等。
• 布局指南 ：反馈网络电阻需靠近 FB 引脚，输入旁路电容需尽可能靠近 VIN 引脚和地，电感需靠近 SW 引脚，输出电容需靠近 L 和二极管 D 的 junction，二极管、CIN 和 COUT 的接地连接需尽可能小，且仅在一点连接到系统接地平面。