新品 | 车规级低EMI、小封装 0.8A/2A DCDC

1 产品特性简介

LN10X41Q1/LN10X42Q1是瓴芯全新推出的高效率、高密度的降压型电压转换器。该系列芯片支持3.5V 到36V宽输入电压范围, 集成上、下功率MOS管, 最大输出电流分别为0.8A与2A, 且二者P2P兼容。该系列芯片采用瓴芯特殊设计的FCOL (Flip Chip on Lead) 封装, 能有效减小寄生参数, 增强散热能力, 并降低EMI发射；该封装采用了wettable flanks工艺, 可有效提高PCB焊接可靠性, 并为AVI (自动视觉检查) 提供了极佳的焊点可见性。该系列芯片已通过汽车等级AEC-Q100 Grade 1的验证, 支持-40℃~125℃环境温度与-40℃~150℃工作结温, 可以很好的满足汽车电子系统在宽温度范围内工作的应用需求。

图1. LN10X41Q1/LN10X42Q1系列芯片外观

2 产品技术优势

2.1 优异的EMI特性

LN10X41Q1/LN10X42Q1采用输入对称的封装设计, 上管、下管与两个Vin滤波电容可以分别组成两个高频电流回路, 两个回路中的高频电流方向相反；可以巧妙地抵消近场磁场, 进而减小EMI辐射发射。客户在做PCB设计时, 推荐将输入、输出电容做对称布局, 且尽量靠近芯片, 从而更好的发挥芯片对称输入的结构优势。

图2. LN10X41/2Q1对称的管脚设计

同时, FCOL的封装形式可以最大程度的减小寄生电感, 从而减小开关振铃, 进一步降低振铃带来的EMI问题；图3中, 浅蓝色信号是常规bonding wire封装芯片在同条件下的SW振铃对比, 可见LN10X41Q1/LN10X42Q1系列芯片能显著的降低振铃。

图3. SW振铃波形对比

此外, 在LN10X41Q1/LN10X42Q1 系列芯片还加入展频功能, 通过频率调制将集中在开关频率上的能量分散到设定的宽频带范围, 从而减小开关频率及其倍频下的EMI发射。 

经过上述优化设计, LN10X41/2Q1系列芯片可以很容易地通过CISPR25 Class 5的EMI测试。

图4. CISPR25 Class 5传导测试

2.2 多种工作模式的选项

LN10X41Q1/LN10X42Q1系列芯片具有两种工作模式选项：1) PFM模式；2) FPWM模式。

当客户选择PFM工作模式, 可以得到超低的静态功耗和全负载范围的高工作效率。PFM模式下, LN10X41/2Q1可以做到低至40uA的静态电流, 以及最高96%以上的工作效率。

图5. 静态工作电流 (LN10042Q1, VOUT = 5V, 空载) 

图6. 效率曲线 (LN10042Q1, VOUT = 5V) 

当客户选择FPWM工作模式, 可以在全负载范围内工作于额定开关频率, 从而减小输出纹波, 简化EMI设计。LN10X41/2Q1低至60ns的最小导通时间, 可以确保在很宽的输入电压范围内, 芯片仍保持2.1MHz的开关频率。

图7. 空载工作波形 (LN10542Q1, VOUT = 5V)   

图6. 开关频率 (LN10542Q1, VOUT = 5V) 

2.3 完整的保护功能

LN10X41/2Q1系列芯片具有完整的保护功能, 包括：

• 精确的峰值电流和谷底电流钳位功能

• 精确的UVLO保护功能

• 具有打嗝工作模式的短路保护功能

• 过温保护和自动恢复功能

3 产品应用场景

LN10X41Q1/LN10X42Q1具有宽输入电压、低静态电流、2x3mm小封装、低EMI、灵活的工作模式、完整的保护功能等诸多优势, 使该系列芯片可以应用于多种车载系统的一级电源。

LN10X41Q1输出电流为0.8A, 客户可以选择饱和电流更低、尺寸更小的电感。该芯片主要应用于小电流、小尺寸应用场景, 比如摄像头模块、BLE蓝牙模块等； 此外, BCM、Gateway、Cluster等系统在休眠条件下需要MCU继续工作, 且需要电源具备轻载高效的优势, LN10X41Q1也可以很好低满足该应用需求。

LN10X42Q1输出电流为2A, 客户可以应用于电流相对较大、尺寸较为紧凑的应用场景, 比如雷达控制器、TPMS控制器等；对于其他2A以内负载需求, LN10X42Q1也可以进行良好覆盖。