从4.2V飙到80V！这颗工业级电源芯片如何用40μA静态电流征服严苛环境？

集成电路大数据平台 2025-09-15 17:29
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本期是平台君和您分享的第326期内容
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在工业自动化、电力输送等场景中，电源转换器既要扛住80V高压冲击，还得在极端环境下保持“冷静”——今天分享的TI（德州仪器）产品LMR38020👈。

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LMR38020是一款易于使用的同步降压 DC/DC 转换器，它用2A输出+97%占空比+40μA超低静态电流，重新定义高可靠性电源设计！

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功能框图（图源：芯片规格书）

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Power Conversion Function

01. 电源转换功能

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1. 同步降压转换：
将4.2V至80V的宽输入电压转换为1V至75V的可调输出电压，支持2A持续输出电流。

高效同步整流，集成高边和低边MOSFET，减少外部二极管损耗，效率高达97%。

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效率与负载电流图（图源：芯片规格书）

2. 多模式控制：
PFM（脉冲频率调制）：轻负载条件下自动切换，提升轻载效率（静态电流仅40μA）。

强制PWM（FPWM）：全负载范围内恒定频率，适合低噪声应用（如无线通信）。

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Intelligent Control & Aadjustment 

02. 智能控制与调节功能

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1. 频率可编程（200kHz-2.2MHz）
通过外部电阻（RT）或同步外部时钟（300kHz-2.1MHz）灵活设置频率，具有展频选项以降低EMI。

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同步到外部时钟图（图源：芯片规格书）

2. 精准电压调节
室温下±1.0% 容差电压基准，通过FB引脚外部电阻分压器调节输出电压。

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输出电压设置图（图源：芯片规格书）

3.精密使能（EN）
EN 引脚对LMR38020电压控制，UVLO 由 Enable 分压器实现，阈值可配置（1.4V开启/0.95V关闭）。

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系统 UVLO 由 Enable 分压器实现图（图源：芯片规格书）

4.软启动与预偏置支持
4ms软启动时间，避免输入浪涌电流；支持带预偏置输出的启动。

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Protection And Monitoring 

03. 保护与监测功能

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1. 多重保护机制
热关断：结温超过163°C触发热关断功能。
当芯片温度降至150°C以下后，芯片重新启动由内部软启动电路控制的上电序列。

逐周期峰值/谷值电流限制（高边3.2A/低边2.3A典型值）。

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高压侧和低压侧电流限制与温度图（图源：芯片规格书）

Hiccup 模式短路保护：打嗝模式下自动重启，可以降低功耗。通过这一特性减少系统过热风险。

2. 电源状态监测
power-good（PG）引脚：开漏输出，指示输出电压是否正常，免去了使用外部监控器的麻烦。

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Application Scenarios

04. 应用场景

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  1. 工业运输
  2. 无线基础设施和网络
  3. 电力输送
  4. 工厂自动化和控制

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Internal structure and details 

05. 芯片内部构造与细节

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LMR38020的管芯尺寸为 1.52 mm x 2.37 mm（不含划片槽），金属层数为3层，管芯文字为LMR380 XOAO。

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管芯文字（图源：IPBrain平台）

LMR38020的分析工作已全部完成，下面是模块布局图。

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模块布局图（图源：IPBrain平台）

福利时间到啦！
平台君还给大家带来几个主要功能的电路图和器件细节图，我们一起来围观，一饱眼福吧。

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EA模块电路图（图源：IPBrain平台）

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EA模块Poly层图像（图源：IPBrain平台）

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Oscillator模块电路图（图源：IPBrain平台）

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Oscillator模块Poly层图像（图源：IPBrain平台）

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三极管（图源：IPBrain平台）

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MOS管（图源：IPBrain平台）

本期分享到这里就结束了，关于LMR38020这款芯片，还有想要了解更多资讯与细节的朋友，欢迎和我们联系！


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