新品 | LN10X46Q1车规级、低EMI、LQFN封装的6A降压转换器

2023-11-02

引言

随着汽车行业电子电气架构的升级, 电气化、智能化和网联化进程加速, 车载电子系统对于电源芯片也产生了多样性的需求。自动驾驶、智能座舱、中央网关和V2X等域控制器系统的处理计算能力升级, 要求芯片供应商能提供更大电流, 更高功率和更低轻载功耗的电源方案；矩阵大灯、动态尾灯和氛围灯等应用场景随着LED颗数的增加, 对一级电源的输出功率和动态响应要求也越来越高。LN10X46Q1是瓴芯全新推出的高效率、高密度、高集成度的车规级同步降压型电压转换器。

1 产品简介

LN10X46Q1支持3.5V 到36V宽输入电压范围, 集成上、下功率MOS管, 最大输出电流为6A。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；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的认证, 并正式量产, 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. LN10X46Q1系列芯片外观

2 产品亮点

2.1 高达6A的带载能力

LN10X46Q1系列芯片采用LQFN4035W-14封装 (外围尺寸4mm X 3.5mm) , 集成了上下功率MOS管, 可驱动6A负载。芯片的最高工作结温达到150℃, 同时具有高达93%的满载工作效率和很强的散热能力。在85℃环境温度下, LN10X46Q1仍然可以输出6A的满载电流, 可支持绝大部分汽车应用。

图1. 常温, 5V6A输出下的热测试 (LENEVM, FS = 400kHz)

图2. 带载能力 VS. 环境温度 (LENEVM, FS = 400kHz)

2.2 多种工作模式的选项

LN10X46Q1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, LN10X46Q1可以做到低至16uA的静态电流, 以及最高97%以上的工作效率。

图3. 静态工作电流 (LN10046ASQ1, VOUT = 5V, 空载)

图4. 效率曲线 (LN10046ASQ1, 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。LN10X46Q1最小导通时间低至58ns, 当用户采用2.1MHz的高频应用方案, 芯片可以在宽输入电压范围内保持额定频率工作。

图5. 空载工作波形 (LN10046FSQ1, FS = 2.1MHz, VOUT = 5V)

图6. 开关频率曲线 (LN10046FSQ1, FS = 2.1MHz, VOUT = 5V)

2.3 优异的EMI特性

LN10X46Q1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。