LM2642两相同步降压开关控制器

电路

LM2642由两个电流模式同步组成开关频率为300千赫。两个开关调节器控制器在阶段。该特性降低了输入纹波均方根电流，从而显著降低所需的输入电容。两个开关调节器输出也可以并联到作为双相单输出调节器运行。每个通道的输出可以独立调节从1.3到车辆识别号最大占空比。内部5V导轨也可用于外部驱动自举电路。电流模式反馈控制确保了良好的线路和负载调节和宽环路带宽对快速负载瞬变的响应。电流通过顶部FET的Vds或通过与顶部漏极串联的外部电流感测电阻器场效应晶体管。每个通道的电流限制可单独调整。LM2642具有独立于输出负载和输出电容的模拟软启动电路。这个使软起动行为比传统的软起动电路更具有可预测性和可控制性。提供一个PGOOD1引脚，用于监控频道1。两个输出端均提供过电压保护。紫外线延迟针也可用于延迟关闭在输出欠压事件期间IC的关闭时间。
特征
两个同步降压调节器
180°异相运行
4.5V至30V输入范围
功率良好功能监视器Ch.1
37微安关闭电流
0.04%（典型）线路和负载调节误差
带或不带感测电阻器的电流模式控制
独立启用/软启动引脚允许简单顺序启动配置。
可配置为单输出并行操作。（见图2）。
逐周电流限值可调
输入欠压闭锁
输出过电压闭锁保护
延时输出欠压保护
热关机
当调节器为关闭
TSSOP包
应用
嵌入式计算机系统
高端游戏系统
个机顶盒
网页

管脚说明
KS1（引脚1）：内部的正的（＋）开尔文感测通道1的电流感应放大器。使用单独的跟踪将此引脚连接到当前检测点。应该是尽可能靠近电流感应电阻器。当没有电流感应电阻时使用时，尽可能靠近上MOSFET。
ILIM1（引脚2）：通道1的电流限制阈值设置。它吸收10微安的恒定电流，该电流转换为从该引脚连接到车辆识别号的电阻上的电压。这个电阻两端的电压与任一VDS进行比较顶部MOSFET或外部电流感测电阻器上的电压，以确定是否存在过电流情况已在通道1中发生。
COMP1（引脚3）：通道1的补偿引脚。这是内部跨导放大器的输出。补偿网络应连接在该引脚之间信号接地，SGND（引脚8）。
FB1（引脚4）：通道1的反馈输入。连接到通过分压器输出以设置通道1输出电压。
PGOOD1（引脚5）：漏极功率输出良好频道1。当通道1的输出电压低于+15%-9%窗口。PGOOD1在两个通道上的OVP或UVP。它会恢复到“高点”通道1输出后的状态（对地高阻抗）当输出返回至在其标称值的6%以内。见操作说明详细情况。
紫外线延迟（引脚6）：从该引脚到接地的电容器组UVP的延迟时间。电容器由5微安充电电流源。当紫外线延迟充电至2.3V（典型值）时，系统立即锁定。将此插针连接到接地将禁用输出欠压保护。
VLIN5（引脚7）：内部5V LDO调节器的输出源自车辆识别号。它为芯片和提供门驱动器的引导电路。绕过此引脚用最小4.7μF电容器接地。
SGND（引脚8）：信号电平的接地连接电路。它应该连接到系统。
ON/SS1（引脚9）：通道1启用引脚。这个别针在里面拉高到一个二极管下降到VLIN5以上。拔出这个别针低于1.2V（集电极开路）关闭通道1。如果两者都是ON/SS1和ON/SS2引脚被拉到1.2V以下，整个芯片进入关闭模式。在这个上面加一个电容器引脚提供一个软启动功能，使浪涌电流最小化输出电压超调。
ON/SS2（引脚10）：通道2启用引脚。参见说明针9，ON/SS1。可连接至ON/SS1，用于同时启动或并联运行。
FB2（引脚11）：通道2的反馈输入。连接到通过分压器输出以设置通道2输出电压。
组件2（引脚12）：通道2的补偿引脚。这是内部跨导放大器的输出。这个补偿网络应该连接在
引脚和信号接地SGND（引脚8）。
ILIM2（引脚13）：通道2的电流限制阈值设置。
参见ILIM1（针脚2）。KS2（引脚14）：内部的正（＋）开尔文感测通道2的电流感应放大器。参见KS1（插脚1）。
RSNS2（引脚15）：负（－）开尔文感测通道2的内部电流检测放大器。连接这个插脚连接到所放置的电流感应电阻器的低端在VIN和顶部MOSFET的漏极之间。当顶部MOSFET的Rds用于电流感应，连接这个引脚连接到顶部MOSFET的源极。总是使用分离跟踪以形成与此管脚的开尔文连接。
引脚说明（续）
SW2（引脚16）：通道2的开关节点连接，其中连接到通道2的顶部MOSFET的源。作为顶部侧门的负供电轨司机，HDRV2。
HDRV2（引脚17）：通道2的顶部侧栅极驱动输出。HDRV是一个浮动驱动器输出，它依靠相应的开关节点电压。
CBOOT2（引脚18）：自举电容器连接。它服务于作为通道2顶部侧门的正电源轨开车。通过二极管将该引脚连接到VDD2（引脚19），并将自举电容器的低端连接到SW2（针脚16）。
VDD2（引脚19）：通道2低压侧的供电轨大门驱动。通过4.7Ω连接到VLIN5（引脚7）电阻器，并用至少1μF的陶瓷电容器旁路至电源接地。将该引脚连接至VDD1（引脚24）。
LDRV2（引脚20）：通道2的低压侧栅极驱动输出。
PGND（针脚21）：两个的电源接地连接频道。连接到系统的接地导轨。
VIN（引脚22）：芯片的电源输入引脚。连接到系统的正输入轨。这个别针一定是连接到与顶部FET漏极相同的电压轨（或电流感应电阻（使用时）。
LDRV1（引脚23）：通道1的低压侧栅极驱动输出。
VDD1（引脚24）：通道1低压侧闸门的供电轨开车。将此销系到VDD2（销19）。
CBOOT1（引脚25）：：引导电容器连接。它用作通道1顶部侧门的正电源轨开车。参见CBOOT2（针脚18）。
HDRV1（引脚26）：通道1的顶部侧栅极驱动输出。参见HDRV2（针脚17）。
SW1（引脚27）：通道1的开关节点连接。见SW2（针脚16）。
RSNS1（引脚28）：负（－）开尔文感测通道1的内部电流检测放大器。见RSNS2（针脚15）。
绝对最大额定值（注1）
从所示引脚到SGND/PGND的电压：车辆识别号，ILIM1，ILIM2，KS1，KS2-0.3V至32VSW1、SW2、RSNS1、RSNS2-0.3至（车辆识别号+0.3）伏FB1、FB2、VDD1、VDD2-0.3V至6VPGOOD，COMP1，COMP2，紫外线延迟-0.3V至（VLIN5+0.3）伏
ON/SS1、ON/SS2（注2）–0.3V至（VLIN5+0.6）伏
CBOOT1至SW1，CBOOT2至SW2−0.3V至7V
LDRV1，LDRV2−0.3V至（VDD+0.3）伏
HDRV1至SW1，HDRV2至SW2−0.3V
HDRV1至CBOOT1，HDRV2至CBOOT2+0.3伏功耗（TA=25℃，（注3）1.1W
环境储存温度
温度范围-65°C至+150°C
焊接停留时间、温度（注4）
红外线的 4秒，260摄氏度
10秒，240摄氏度
75秒，219摄氏度
ESD额定值（注5）2kV
工作额定值（注1）
车辆识别号（VLIN5与车辆识别号绑定）4.5V至5.5V
车辆识别号（车辆识别号和VLIN5分开）5.5V至30V
连接温度−40°C至+125°C
电气特性
除非另有规定，车辆识别号=15V，接地=PGND=0V，VLIN5=VDD1=VDD2。以黑体显示的限制适用在规定的工作结温度范围内，（-20°C至+125°C，如果未另行规定）。出现的规格在普通型中，使用低占空比脉冲测试进行测量，TA=25°C（注6），（注7）。保证最小/最大限值通过设计、测试或统计分析。

电气特性（续）
除非另有规定，车辆识别号=15V，接地=PGND=0V，VLIN5=VDD1=VDD2。以黑体显示的限制适用在规定的工作结温度范围内，（-20°C至+125°C，如果未另行规定）。出现的规格在普通型中，使用低占空比脉冲测试进行测量，TA=25°C（注6），（注7）。保证最小/最大限值通过设计、测试或统计分析。

注1：绝对最大额定值表示设备可能损坏的极限。工作范围表示设备的状态旨在发挥功能，但不保证特定的性能限制。有关保证的规格和试验条件，请参阅电气特性。保证规范仅适用于试验条件。当设备未在下列条件下运行时，某些性能特性可能会降低试验条件。
注2:ON/SS1和ON/SS2在内部被拉至VLIN5以上的一个二极管压降。不要对这些引脚施加外部上拉电压。可能会造成损害给保险公司。
注3：最大允许功耗采用PDMAX=（TJMAX-TA）/θJA计算，其中TJMAX是最大结温，TA是环境温度和θJA是指定包装的环境热阻的连接点。1.1W额定值是使用125℃、25℃和90.6℃/W得出的分别为TJMAX、TA和θJA。θJA为90.6℃/W表示28针TSSOP无散热的最坏情况。会发生热关机如果温度超过设备的最高结温。
注4：有关焊接塑料小外形包装的详细信息，请参阅国家半导体公司提供的包装数据手册。
注5：出于测试目的，使用人体模型（通过1.5kΩ电阻器放电的100pF电容器）实施ESD。
注6：典型是在TA=25°C时，用低占空比脉冲tsting测量的特性数据中心。不保证典型。
注7：保证所有限制。所有具有室温限值的电气特性在生产过程中进行测试，TA=TJ=25℃。所有热极限和冷极限通过将电气特性与过程和温度变化相关联并应用统计过程控制来保证。
注8：两个开关控制器都关闭。线性调节器VLIN5保持打开。
注9：当SS1和SS2引脚充电高于该电压，且Vout1或Vout2的任一输出电压仍低于调节限值时，低于电压保护功能已初始化。

操作说明
软起动
ON/SS1引脚具有双通道功能启用和软启动控制。软启动框图是如图3所示。LM2642将保持关机模式，同时两个软件起始端是接地。输入正常的应用程序（使用启动连接在ON/SS1引脚和SGND）软启动功能如下。作为输入电压上升（注：当车辆识别号≥2.2V时，Iss开始流动），内部5V LDO启动，内部2μA电流充电软启动电容器。在软启动阶段，COMPx引脚的误差放大器输出电压被钳制在0.55V占空比仅由软起动电压控制。当SSx引脚电压升高时，占空比增加与软启动斜坡成比例，导致输出电压加速。占空比增加的速率取决于软启动电容器的电容。这个电容值越高，输出电压斜坡越慢起来。当相应的输出电压超过98%时（典型）在设定的目标电压中，调节器从软启动至正常工作模式。此时，0.55V误差放大器输出端的钳位释放和峰值电流反馈控制接管。峰值电流一次反馈控制模式，误差放大器的输出将在0.5V和2V窗口内移动以实现脉宽调制控制。见图4。软启动、过电压保护、限流保持有效。欠压保护功能是当ON/SS引脚超过超时阈值（3.3V典型值）时激活。如果ON/SSx电容器太小占空比可能增加过快，导致设备由于输出电压超过OVP而闭锁门槛。这在需要输出电压低，输入电压高，负载轻。一个建议每个软启动引脚的电容为10nF提供平滑的单调输出斜坡

顺序启动
顺序启动可以通过简单的连接来实现PGOOD1至SS/ON2。一旦通道1达到正常情况下，PGOOD1将变高，从而启用SS/ON2。在此操作模式，通道2将由通道1的状态。如果通道1从PGOOD1中掉出窗口，通道2将立即关闭

过电压保护（OVP）
如果任一通道的输出电压高于标称过电压保护启动。两个频道将锁定，PGOOD1引脚将变低。当设置OVP锁存，高侧FET驱动器HDRVx立即关闭，低侧FET驱动器LDRVx打开以通过感应器。要重置OVP锁存器，输入电压必须循环，或者必须关闭两个通道。欠压保护（UVP）和紫外线延迟如果任一通道上的输出电压低于标称欠压保护启动。如所示图5，欠压事件将关闭紫外线延迟MOSFET，它允许UV_延迟电容器以5uA（典型值）充电。在紫外线延迟阈值（2.3V
操作说明（续）
典型）两个通道都将闭锁。此外，紫外线延迟禁用，紫外线延迟管脚将在UVP，高边和低边FET驱动器都是关闭。如果没有电容器连接到紫外线延迟管脚，UVP闩锁将立即激活。重置UVP锁存，要么必须循环输入电压，要么两者都循环必须将ON/SS销拉低。UVP函数可以是通过将紫外线延迟引脚连接到接地禁用。动力良好电源良好引脚（PGOOD1）可用于监控通道1的输出状态。如图5所示，销连接到漏极MOSFET的输出端当通道1在工作范围内时保持打开。PGOOD1将在以下四个条件：
1.通道1关闭
2.通道1输出低于标称值（UVPG1）的90.3%
3.任一通道上的OVP
4.任一通道上的UVP
开启时，PGOOD1引脚能够下沉0.95mA（典型）。如果发生OVP或UVP情况，两个通道将锁定，PGOOD1销将锁定在低位。在但是，在UVPG1条件下，PGOOD1不会锁定。这个在通道1输出电压恢复到标称值的94%（典型值）。参见电气特性表中的Vpwrgd。输出电容放电每个通道都有一个嵌入的480ΩMOSFET与SWx管脚相连的排水管。如果该MOSFET的通道关闭，它将对其通道的输出电容器进行放电，或者集成电路进入由下列原因之一引起的故障状态条件：
1.紫外线
2.紫外辐射
3.热关机（TSD）如果发生输出过电压事件，HDRVx将关闭并立即打开LDRVx将两个通道的输出电容器通过感应器。
开关噪声抑制
功率mosfet是一种非常快速的开关器件。在同步整流变换器中，漏极的迅速增加顶部场效应管中的电流与寄生电感耦合将在的源节点处生成不需要的Ldi/dt噪声峰值场效应晶体管（SWx节点）和车辆识别号节点。随着输出电流的增加，这种噪声的强度会增加。这种寄生尖峰噪声可能会转变为电磁干扰（EMI），也可能导致设备性能。因此，必须使用下列方法之一。强烈建议在电流中添加R-C滤波器感应放大器输入如图7所示。这将减少开关噪声对开关噪声的敏感性负载瞬变和短时条件。滤波器组件应尽可能靠近IC。如图6所示，在SWx引脚将减慢门驱动器（HDRVx）的速度，从而减慢顶部场效应晶体管的上升和下降时间，产生更长的漏极当前转换时间。通常3.3Ω至4.7Ω电阻足以抑制噪音。最高场效应管开关损耗将随着电阻值。小电阻（1-5欧姆）也可以与HDRVx引脚或CBOOTx引脚有效降低开关节点响铃。CBOOT电阻将减慢上升时间而HDRV处的一个电阻将降低这两种上升。

电流传感和限制
如图7所示，KSx和RSNSx引脚是电流检测放大器的输入。电流感应是通过感应顶部FET的Vds或通过从车辆识别号（VIN）连接到顶部场效应晶体管（FET）漏极的电流感测电阻器（con）感测电压。优势感应电流通过顶部场效应管的部分减少计数、成本和功率损耗，而使用电流传感器电阻提高电流检测精度。保持200mV以下的差动电流检测电压保证了电流检测放大器的线性工作。因此Rdson of the top FET or the current sense resistor must be小到电流感应电压当顶部FET开启时超过200毫伏。有一条线索边缘消隐电路，使顶部场效应管至少导通166ns。超过这个最小的开启时间，输出的脉冲宽度调制比较器用于关闭顶部场效应管。此外，a建议通过RSN的最小电压至少为50mV，以确保电流检测放大器的高信噪比。假设RSN的最大电压为200mV，则感测电阻的计算方法如下：
其中Imax是最大预期负载电流，包括过载倍增器（即：120%），Irip是电感纹波电流（见方程式7）。上面的方程给出了Rsns的最大允许值。开关损耗将随着Rsns的增加，效率降低。峰值电流限值由连接在ILIMx引脚和KSx引脚之间的外部电阻器设置。内线ILIMx引脚上的10微安电流接收器产生电压通过电阻设置电流极限阈值与电流感应电压相比。10nF电容器通过这个电阻需要过滤不需要的噪音可能不正确地触发电流限制比较器。

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