概述

FP7153 是一款 PWM 控制降壓轉換器，旨在為驅動大功率 LED 提供簡單、高效的解決方案。FP7153 采用 0.1V 基準電壓反饋控制，可最大限度地降低功耗，外部電阻器可根據需要設置電流，以驅動各種類型的 LED。FP7153 包括高低側開關，實現了高效率和緊湊的 PCB 布局。為了延長便攜式應用的電池壽命，FP7153 支持 100% 占空比的低壓差操作。其他功能包括熱關斷、逐周期電流限制和過流保護。

特性

? 輸入電壓范圍：2.5 至 5.5V

? 可調輸出電壓：0.1V 至 VIN

? 精確反饋基準電壓：0.1V (±10%)

? 輸出電流：3A（最大值）

? 工作周期： 0~100%

? 內部固定 PWM 頻率：1.5MHz

? 低靜態電流：100μA

? 無需肖特基二極管

? 內置軟啟動

? 電流模式操作

? 過溫保護

? 包裝： DFN-10L (EP)

應用

? LED 驅動器

典型應用電路

功能框圖

引腳說明

標記信息

無鹵素: 無鹵素產品指示器

批號: 晶圓批號代碼

內部 ID: 內部識別代碼

每半月: 以半個月為時間單位的生產周期指標

例如 : A → 一月上半月

B → 一月下半月

C →二月上半月

D → 二月下半月

年份: 生產年份的最后一位數字

包裹信息

絕對最大額定值

建議的 IR 回流焊接曲線

建議的運行條件

直流電電特性(VIN=3.6V ,TA= 25°C , 除非另有說明)

功能描述

控制回路

FP7153 是一款高效電流模式同步降壓穩壓器。主（P 溝道 MOSFET）和同步（N 溝道 MOSFET）開關均內置在內部。在電流模式工作時，PWM 占空比由誤差放大器輸出和電感器峰值電流控制。在每個周期開始時，振蕩器打開 P-MOSFET 開關，將電流從 VIN 源接到 SW 輸出。然后，芯片開始比較電感器電流和誤差放大器輸出。 一旦電感器電流大于誤差放大器輸出，P-MOSFET 開關就會關閉。當負載電流增大時，反饋電壓 FB 會略微下降。這將導致誤差放大器輸出更高的電流水平，直到前面提到的電感器峰值電流達到相同水平。這樣，輸出電壓就能保持不變。

當頂部 P-MOSFET 開關斷開時，底部同步 N-MOSFET 開關接通。一旦電感電流反向，頂部和底部 MOSFET 都將關閉，使 SW 引腳進入高阻抗狀態。

FP7153 的電流模式控制環路還包括斜率補償，以抑制高占空比時的次諧波振蕩。這種斜率補償是通過在電感器電流信號中添加一個補償斜坡來實現的。

LDO 模式

FP7153 的最大占空比可達 100%。這意味著驅動器的主開關在整個時鐘周期內都處于開啟狀態。一旦占空比達到 100%，反饋路徑就不再控制輸出電壓。輸出電壓將為輸入電壓減去主開關壓降。

過流保護

逐周期限制主開關的峰值電流。當發生過電流時，芯片將關閉主開關并打開同步開關，直到下一個周期。

過熱保護

當內部結溫達到 150℃ 時，FP7153 將自動關機，以保護器件和系統。

應用信息

輸入電容器的選擇

輸入電容器必須連接到 FP7153 的 VIN 引腳和 GND 引腳，以保持穩定的輸入電壓并濾除脈動輸入電流。輸入電容器的額定電壓必須大于最大輸入電壓加上紋波電壓。

在開關模式下，降壓轉換器的輸入電流是不連續的。高壓側 MOSFET 的源電流波形為方波。為防止出現大的瞬態電壓，必須使用 ESR 值較低的輸入電容器，其大小應符合最大有效值電流的要求。輸入電容器電流的有效值可通過以下方式計算：

可以看出，當 VO 為 VIN 的一半時，CIN 承受的電流應力最大。CIN 上的最壞電流應力為 IO_MAX/2。

電感器選擇

電感器的值根據所需的紋波電流來選擇。電感值大的電感器紋波電流低，電感值小的電感器紋波電流高。然而，大值電感器的物理尺寸較大，串聯電阻較高，和/或飽和電流較低。根據經驗，電感器的峰峰值紋波電流應為最大負載電流的 10%~20%。電感值的計算公式如下：

電感器紋波電流的計算方法如下：

即使在最高工作溫度下，選擇的電感器在最壞負載條件下也不會飽和，即負載電流加上電感器紋波電流峰峰值的一半。電感器的峰值電流為

制造商可提供不同形狀和樣式的電感器。屏蔽電感器體積小，電磁干擾輻射小。但成本高于非屏蔽電感器。如何選擇取決于 EMI 要求、價格和尺寸。

輸出電容器的選擇

需要使用輸出電容器來維持直流輸出電壓。低 ESR 電容器是保持輸出電壓紋波較低的首選。在降壓轉換器電路中，輸出紋波電壓由電感器值、開關頻率、輸出電容器值和 ESR 決定。輸出紋波由以下因素決定：

其中，f = 工作頻率，COUT = 輸出電容，ΔIL = 電感中的紋波電流。對于固定的輸出電壓，由于 ΔIL 隨輸入電壓的增加而增大，因此在最大輸入電壓時輸出紋波最大。

使用陶瓷輸入和輸出電容器

在輸入和輸出端使用陶瓷電容器時必須小心。當輸入端使用陶瓷電容器，而電源由壁式適配器通過長導線提供時，輸出端的負載階躍會導致輸入端 VIN 產生振鈴。最好的情況是，這種振鈴會耦合到輸出端，并被誤認為是環路不穩定。在最壞的情況下，通過長導線的突然浪涌電流可能會在 VIN 處造成電壓尖峰，其幅度可能大到足以損壞部件。選擇輸入和輸出陶瓷電容器時，應選擇 X5R 或 X7R 規格。在給定值和尺寸的所有陶瓷電容器中，它們的電介質具有最佳的溫度和電壓特性。

輸出電流編程

輸出電流由一個從 FB 引腳連接到地的電阻器設定。電流為:

PC 板布局檢查表

1.電源線（包括 GND、SW 和 VIN 線）應保持短、直接和寬。

2.將 CIN 盡可能靠近 VIN 引腳，以保持輸入電壓穩定并濾除脈沖輸入電流。

3.電流設置電阻器 R1 必須盡可能直接、緊密地連接到 FB 引腳。

4.FB 是一個敏感節點。請將其遠離開關節點 SW。一個好的方法是在另一層印刷電路板上布線反饋跡線，并在頂層和反饋跡線布線層之間設置接地平面。這樣可以減少對 DC-DC 轉換器自身電壓反饋跡線的 EMI 輻射。

5.盡可能靠近 CIN 和 COUT 的 GND 板。然后用幾個通孔將其連接到接地平面（如果使用接地平面）。這樣可以防止開關電流通過接地平面循環，從而降低接地平面噪聲。同時，通過給 FP7153 提供低阻抗接地連接，還能減少 FP7153 的接地反彈。

DFN-10L(EP) 的建議布局

典型應用

審核編輯 黃宇