AP3465 4-30V 输入3A 输出同步降压驱动器

AP3465 是一款支持宽电压输入的同步降压 电源管理芯片，输入电压 4-30V 范围内可实现 3A 的连续电流输出。通过调节 FB 端口的分压电阻， 设定输出 1.8V 到 28V 的稳定电压。AP3465 具 有优秀的恒压/恒流(CC/CV)特性。AP3465 采用电 流模式的环路控制原理，实现了快速的动态响应。 AP3465 工作开关频率为 130kHz，具有良好的 EMI 特性。 AP3465 内置线电压补偿，可通过调节 FB 端 口的分压电阻阻值来实现。AP3465 不仅可实现芯 片降压电源管理方案，还可以与 QC2.0/ QC3.0 识 别芯 片 构 成快 速 充电 电 源 管理 方 案。 另外 AP3465 包含多重保护功能：过温保护，输出短路 保护和输入欠压/过压保护等。

特点： 输出电流：3A、 开关频率：130kHz、 宽输入电压范围：4V-30V、宽输出电压范围：1.8V-28V、 恒压精度：±5%、 恒流精度：±5%、 无需外部补偿、 效率可高达 92%以上、 输入欠压/过压、输出短路和过热保护、 SOP8 封装
 

应用：车载充电器、适配器、 追踪器、恒压源、 分布式供电系统

◆恒流设置

AP3465 输出恒流通过连接到 CSN 和 CSP 管脚之 前的电阻来设定，检测电阻精度应≤1%。Rsense 电阻值 由下述公式确定： 公式中 Vref_cc=60mV，Icc 为设定输出恒流值

◆电感选型

在多数应用中，电感推荐设定在 33uH ~ 47uH 之间较为 合理，电感应基于期望纹波电流来选定。较大的电感量会 使纹波电流变小，较小的电感量使纹波电流变大。如公式 所示，较大的 VIN 或 VOUT 也会增加纹波电流。一个合理 的纹波电流应设定为输出电流额定值的 20% ~ 40%（Δ IL=1.2A=40%×3A）

建议：电感的通过电流大小应大于等于最大负载电流与纹 波电流一半之和以避免磁饱和。因此，一个额定值为 3.36A 的电感对于多数应用条件是足够的（3A+1.2A）。为了提 高效率，应选择低直流阻抗的电感。不同的磁芯材料和形 状会改变一个电感的尺寸/电流和价格/电流关系。环形或 带屏蔽磁芯，使用铁氧体或者坡莫合金材质具有更小的体 积和更低的辐射能量，但是通常比同等电气特性的铁粉芯 花费更高的价格。电感的选择通常还要考虑价格、尺寸要 求和 EMI 需求等因素，而不是优先满足芯片的工作要求。

◆输入和输出电容选择

在连续工作模式下，主开关管的电流是一个周期性方波 （占空比由 VOUT/VIN 决定）。为避免过大的电压瞬变， 应尽量使用 ESR 较低，尺寸与最大电流有效值相匹配的 输入电容。最大电容电流有效值由下式给出： 这个公式表明，当 VIN=2VOUT 时，最大值为 IRMS=IOUT/2。 由于最大的应力与正常应用相比，余量差额较小，所以这 种简单的最恶劣条件只用于设计参考需注意电容制造商提 供的电流等级，因其通常是根据 2000H 的寿命来确定的， 所以设计时需要减小对电容量的使用或选择一个比需要值 更高温度等级的电容。 COUT 的选择是由有效串联阻抗决定的。通常地一旦 COUT 的 ESR 需求得到了满足，电流有效值等级会远 超 IRIPPLE(P-P)的要求条件。输出纹波 ΔVOUT 由下式确 定： 其中，f=工作频率，COUT=输出电容量， IL=电感内 纹波电流。对一个固定的输出电压，随着输入电压的 增加，ΔIL 也增加，所以输出纹波会在最大输入电压 值时达到最高。铝电解电容和钽电容都是可行的。对 于钽电容，电容的电压浪涌测试是至关重要的，可采 用 AVX TPS 表面的钽电容系列。这些电容系列通常是 为了低 ESR 而设计制造的，所以通常会在定容量下给 出最低的 ESR 值。

◆效率注意事项

开关电源调节器的效率等效于输出功率与输入功率 的百分比。通常分析一些个体的损失，对于查明限制 效率的原因和发现提高效率的措施是十分有帮助的。 效率可以表示为：效率=100%-(L1+L2+L3...)，此时， L1，L2……每一项是占一定百分比的输入损失。尽管 电路中存在很多损耗性的因素，VIN 静态电流和 I2R 是两项主要损耗。VIN 静态电流损失决定了极低电流 负载时的效率，而 I2R 损失决定了中等和较高负载电 流时的效率。在一个典型的效率曲线内，由于实际功 率损失不明显，会导致曲线在极低负载电流时出现误 导性的错误。 VIN 静态电流由两个器件决定：在电气特性里给定的 直流偏置电流，内部主开关和同步开关的栅极充电电 流。内部功率 MOS 管开关时的栅极电容决定了栅极 充电电流。每次栅极从高到低再到高切换时，一些电 荷ΔQ 就会从 VIN 移动到地。这就导致 ΔQ/ ΔT 带 来的电流通常会大于直流偏置电流。在持续工作模式 下， 其中 QT 和 QB 是内部上拉和下拉开关管子的栅极

 

◆效率注意事项

电荷。直流偏置和栅极电荷损失会一定比例地影响输入 电压，因此，两者会在较高供电电压时产生更大的影响。 I2R 损失是由内部开关的阻抗计算得来，包括 RSW 和外 部电感直流电阻 RL。在连续工作模式下，平均输出电流 在流经电感 L 时会被主开关和同步开关“斩开”，因此， 从 SW 管脚看进去的串联阻抗是上拉和下拉 MOS 管 的 RDS(ON)和占空比的共同作用结果。具体公式为: 上拉和下拉 MOS 管的 RDS(ON)的数值可以从典型特性 曲线里得出。因此计算 I2R 损失，只需添加 RSW 到 RL， 同时将该结果乘以平均输出电流的平方。其他损失包括 CIN 和 COUT 的 ESR损失和电感磁损，通常只占总损耗的 2%。

◆PCB 布线参考

PCB 布局应遵循如下规则以确保芯片的正常工作。 1:功率线包括地线，SW 线和 VIN 线应该尽量做到短、 直和宽。 2:输入电容应尽可能靠近芯片管脚（VIN 和 GND）。 输入电源引脚可增加一个 0.1uF 的陶瓷电容以增强 芯片的抗高频噪声能力。  3:功率开关节点通常是高频电压幅值方波，所以应保持较 小铺铜面积，且模拟元件应远离功率开关节点 区域以防 止掺杂电容噪音。 4:FB 管脚外置电阻应尽量靠近芯片，且布线足够宽。  5:所有模拟地应连接到同一个节点，然后将该节点连 接到输出电容后面的功率地，做到一点接地。 6:芯片下方建议用功率地 GND 铺铜，以增强芯片的 散热面积和 IC 的抗干扰能力。若是双面板可将顶层 和底层的 GND 用 Via 连接。  7:限流电阻连接至芯片引脚的信号线尽量以排线方 式连接

◆温度保护

AP3465 具有过温保护功能。当芯片内部温度达 到 150℃时，保护电路启动，关闭 PWM 输出，使 芯片 温度下降。过温保护电路可以防止芯片因故障导 致的过热损坏。AP3465 若长时间处于热关断模式会 降低芯 片的可靠性。