XL4201

Datasheet 150KHz 40V 3A开关电流自带恒流环路降压型DC-DC转换器 特点 XL4201 描述 n 8V到40V宽输入电压范围 n 输出电压从1.25V到37V可调 器，可工作在DC8V到40V输入电压范围， n 最小压差0.3V 低纹波，内置功率MOS。XL4201内置固定 n 固定150KHz开关频率 频率振荡器与频率补偿电路，简化了电路设 n 最大3A开关电流 计。 n 内置功率MOS n 出色的线性与负载调整率 n 内置恒流环路 0~100%之间线性变化。内置输出过电流保 n 内置频率补偿功能 护功能。内部补偿模块可以减少外围元器件 n 内置输出短路保护功能 数量。 n 内置输入过压保护功能 n 内置热关断功能 n 推荐输出功率小于13W n SOP8-EP封装 XL4201是一款高效降压型DC-DC转换 PWM 控 制 环 路 可 以 调 节 占 空 比 从 应用 n 车载充电器 n 电池充电器 n LCD电视与显示屏 n 便携式设备供电 n 通讯设备供电 n 降压恒流驱动 n 显示器LED背光 n 通用LED照明 图1.XL4201封装 Rev 1.0 www.xlsemi.com 1 Datasheet 150KHz 40V 3A开关电流自带恒流环路降压型DC-DC转换器 XL4201 引脚配置 背部焊盘为 SW 图 2. XL4201 引脚配置 表 1.引脚说明 引脚号 引脚名称 引脚描述 1,6 NC 无连接。 2 SW 功率开关输出引脚，SW 是输出功率的开关节点。 3 GND 接地引脚。 4 FB 5 CS 输出电流检测引脚（IOUT=0.11V/RCS）。 7 VC 内部电压调节旁路电容，需要在 VC 与 VIN 之间并联 1uF 电容。 8 VIN 反馈引脚，通过外部电阻分压网络，检测输出电压进行调整，参 考电压为 1.25V。 输入电压，支持 DC8V~40V 宽范围电压操作，需要在 VIN 与 GND 之间并联电解电容以消除噪声。 Rev 1.0 www.xlsemi.com 2 Datasheet 150KHz 40V 3A开关电流自带恒流环路降压型DC-DC转换器 XL4201 方框图 图 3. XL4201 方框图 典型应用（车载充电） 图 4. XL4201 系统参数测量电路 Rev 1.0 www.xlsemi.com 3 Datasheet 150KHz 40V 3A开关电流自带恒流环路降压型DC-DC转换器 XL4201 典型应用(降压 LED 恒流驱动) L1 100uH/3A VIN 8 VIN 8V~40V R2 D1 B540C C2 105 VC 7 CIN C1 100uF/50V 105 2 SW XL4201 CC 105 ILED=0.11V/RCS LED OVP=1.3*VOUT=1.3*{1.25*(1+R2/R1)} 3 GND 5 CS 4 COUT 220uF/35V 1% FB R1 3K 1% RCS 1% 图 5.XL4201 系统参数测量电路(LED 恒流驱动) 订购信息 产品型号 打印名称 封装方式 包装类型 XL4201E1 XL4201E1 SOP8-EP 2500 只每卷 XLSEMI 无铅产品，产品型号带有“E1”后缀的符合 RoHS 标准。 绝对最大额定值（注 1） 参数 符号 值 单位 输入电压 Vin -0.3 到 45 V 反馈引脚电压 VFB -0.3 到 45 V 输出开关引脚电压 VSW -0.3 到 VIN V PD 内部限制 mW RJA 60 ºC/W 最大结温 TJ -40到150 ºC 操作结温 TJ -40到125 ºC 贮存温度范围 TSTG -65到150 ºC 引脚温度(焊接10秒) TLEAD 260 ºC >2000 V 功耗 热阻 (SOP8-EP) (结到环境，无外部散热片) ESD (人体模型) 注 1: 超过绝对最大额定值可能导致芯片永久性损坏，在上述或者其他未标明的条件下只做 功能操作，在绝对最大额定值条件下长时间工作可能会影响芯片的寿命。 Rev 1.0 www.xlsemi.com 4 Datasheet 150KHz 40V 3A开关电流自带恒流环路降压型DC-DC转换器 XL4201 XL4201 电气特性 Ta = 25℃；除非特别说明。 符号 参数 条件 最小值 典型值 最大值 单位 1.231 1.250 1.269 V - 89 - % 图 4 的系统参数测量电路 VFB 反馈电压 ŋ 效率 Vin =8V 到 40V,Vout=5V Iload=0.2A 到 2A Vin=12V ,Vout=5V Iout=2.4A 电气特性(直流参数) Vin = 12V, GND=0V, Vin与GND之间并联100uF/50V电容；Iout=500mA，Ta = 25℃；其他 任意，除非特别说明。 参数 符号 输入电压 Vin 条件 最小值 典型值 8 最大值 单位 40 V 输入欠压保护 Vin_uvlo 5 V 输入过压保护 Vin_ovp 45 V 静态电源电流 Iq VFB =2V FOSC VFB < 0.6V 开关电流限值 IL VFB =0 3.5 输出功率 MOS Rdson VFB=0V,Vin=12V, ISW=3A 75 100 mohm 恒流采样电压 VCS 110 115.5 mV 振荡频率 127 104.5 Rev 1.0 2 5 mA 150 172 KHz A www.xlsemi.com 5 Datasheet 150KHz 40V 3A开关电流自带恒流环路降压型DC-DC转换器 XL4201 系统典型应用 (车载充电) 图 6.XL4201 系统参数测量电路（VIN=8V~40V,VOUT=5V/0.1A~2.5A） EFFICIENCY VS OUTPUT CURRENT OUTPUT VOLTAGE VS OUTPUT CURRENT 5.5 100 5.0 95 4.5 90 85 80 3.5 3.0 EFFICIENCY(%) OUTPUT VOLTAGE(V) 4.0 VIN=8V,VOUT=5V,IOUT=0.1A~2.5A VIN=12V,VOUT=5V,IOUT=0.1A~2.5A VIN=24V,VOUT=5V,IOUT=0.1A~2.5A VIN=36V,VOUT=5V,IOUT=0.1A~2.5A 2.5 2.0 1.5 75 70 65 VIN=8V,VOUT=5V,IOUT=0.1A~2.4A VIN=12V,VOUT=5V,IOUT=0.1A~2.4A VIN=24V,VOUT=5V,IOUT=0.1A~2.4A VIN=36V,VOUT=5V,IOUT=0.1A~2.4A 60 55 1.0 50 0.5 45 0.0 40 0.0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 1.2 1.4 1.6 1.8 2.0 2.2 2.4 2.6 0.0 0.2 0.4 0.6 0.8 OUTPUT CURRENT(A) 图 7.输出恒流曲线 1.2 1.4 1.6 1.8 2.0 2.2 2.4 图 8. 效率曲线 OUTPUT VOLTAGE VS OUTPUT CURRENT FREQUENCY CHANGE VS TEMPERATURE 5.3 10 8 5.2 VIN=12V,VOUT=5V,IOUT=1.0A Normalized at TA=25℃ 6 FREQUENCY CHANGE(%) OUTPUT VOLTAGE(V) 1.0 OUTPUT CURRENT(A) 5.1 5.0 VIN=8V,VOUT=5V,IOUT=0.1A~2.4A VIN=12V,VOUT=5V,IOUT=0.1A~2.4A VIN=24V,VOUT=5V,IOUT=0.1A~2.4A VIN=36V,VOUT=5V,IOUT=0.1A~2.4A 4.9 4.8 4 2 0 -2 -4 -6 -8 -10 4.7 0.0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 1.2 1.4 1.6 1.8 2.0 2.2 -50 2.4 -25 0 25 50 75 100 125 TEMPERATURE(℃) OUTPUT CURRENT(A) 图 9. 线性与负载调整率 图 10. 频率变化曲线 Rev 1.0 www.xlsemi.com 6 Datasheet 150KHz 40V 3A开关电流自带恒流环路降压型DC-DC转换器 XL4201 FEEDBACK VOLTAGE CHANGE VS TEMPERATURE 3.0 FEEDBACK VOLTAGE CHANGE(%) 2.5 注 2: 内部温度补偿电路可补偿 PCB 和系 VIN=12V,VOUT=5V,IOUT=1.0A Normalized at TA=25℃ NOTE2 2.0 1.5 统应用的外部线路损耗。当结温或输出功 1.0 率上升，反馈电压会得到补偿。此功能是 0.5 0.0 专为补偿 PCB 和外部线路损耗设计。 -0.5 -1.0 -1.5 -2.0 -2.5 -3.0 -50 -25 0 25 50 75 100 125 TEMPERATURE(℃) 图 11.反馈电压变化曲线 Rev 1.0 www.xlsemi.com 7 Datasheet 150KHz 40V 3A开关电流自带恒流环路降压型DC-DC转换器 XL4201 典型应用(LED 应用推荐输出电压安全工作范围) Recommend output voltage safe work range 26 24 IOUT=660mA 22 20 IOUT=330mA 18 Ouput voltage(V) Ouput voltage(V) Recommend output voltage safe work range 36 34 32 30 28 26 24 22 20 18 16 14 12 10 8 6 4 2 0 16 14 12 10 8 6 4 2 0 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30 32 34 36 8 10 12 14 16 Input voltage(V) 18 20 22 24 26 28 30 32 34 36 Input voltage(V) 图 12.最大输出电压(IOUT=330mA) 图 13.最大输出电压(IOUT=660mA) Recommend output voltage safe work range Recommend output voltage safe work range 20 10 18 IOUT=1000mA 16 8 IOUT=2000mA Output voltage(V) Output voltage(V) 14 12 10 8 6 4 6 4 2 2 0 0 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30 32 34 36 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30 32 34 36 Input voltage(V) Input voltage(V) 图 14.最大输出电压(IOUT=1000mA) 图 15.最大输出电压(IOUT=2000mA) Rev 1.0 www.xlsemi.com 8 Datasheet 150KHz 40V 3A开关电流自带恒流环路降压型DC-DC转换器 XL4201 系统典型应用(VIN=8V~40V, IOUT=330mA) VIN 8 ILED=0.11V/RCS LED OVP=1.3*VOUT=1.3*{1.25*(1+R2/R1)} D1 B540C C2 105 VC 7 CIN C1 100uF/50V 105 SW XL4201 CC 105 VIN 8V~40V 2 L1 100uH/3A 3 5 CS GND 4 COUT 100uF/50V R2 86K 1% FB R1 3K 1% RCS 0.33Ω 1% 图 16.XL4201 系统参数测量电路（VIN=8V~40V,IOUT=330mA） Efficiency VS LED String 100 95 90 85 Efficiency(%) 80 75 70 VIN=8V,IOUT=330mA VIN=12V,IOUT=330mA VIN=24V,IOUT=330mA VIN=36V,IOUT=330mA 65 60 55 50 45 40 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 LED String(N*1W) 图17. XL4201系统效率曲线 Rev 1.0 www.xlsemi.com 9 Datasheet 150KHz 40V 3A开关电流自带恒流环路降压型DC-DC转换器 XL4201 典型系统应用(VIN=8V~40V, IOUT=660mA) VIN 8 2 ILED=0.11V/RCS LED OVP=1.3*VOUT=1.3*{1.25*(1+R2/R1)} D1 B540C C2 105 VC 7 CIN C1 100uF/50V 105 SW XL4201 CC 105 VIN 8V~40V L1 100uH/3A 3 5 CS GND 4 COUT 220uF/35V R2 60K 1% FB R1 3K 1% RCS 0.165Ω 1% 图 13. XL4201 系统参数测量电路（VIN=8V~40V,IOUT=660mA） Efficiency VS LED String 100 95 90 85 Efficiency(%) 80 75 VIN=8V,IOUT=660mA VIN=12V,IOUT=660mA VIN=24V,IOUT=660mA VIN=36V,IOUT=660mA 70 65 60 55 50 45 40 1 2 3 4 5 6 LED String(N*2W) 图14. XL4201系统效率曲线 Rev 1.0 www.xlsemi.com 10 Datasheet 150KHz 40V 3A开关电流自带恒流环路降压型DC-DC转换器 XL4201 典型系统应用(VIN=8V~40V, IOUT=1000mA) VIN 8 ILED=0.11V/RCS LED OVP=1.3*VOUT=1.3*{1.25*(1+R2/R1)} D1 B540C C2 105 VC 7 CIN C1 100uF/50V 105 SW XL4201 CC 105 VIN 8V~40V 2 L1 100uH/3A GND 3 5 CS 4 COUT 220uF/35V R2 39K 1% FB R1 3K 1% RCS 0.11Ω 1% 图 20. XL4201 系统参数测量电路（VIN=8V~40V,IOUT=1000mA） Efficiency VS LED String 100 95 90 85 Efficiency(%) 80 75 70 VIN=8V,IOUT=1000mA VIN=12V,IOUT=1000mA VIN=24V,IOUT=1000mA VIN=36V,IOUT=1000mA 65 60 55 50 45 40 1 2 3 4 LED String(N*3W) 图21. XL4201系统效率曲线 Rev 1.0 www.xlsemi.com 11 Datasheet 150KHz 40V 3A开关电流自带恒流环路降压型DC-DC转换器 XL4201 典型应用(PWM 调光) 图 22. XL4201 系统参数测量电路 肖特基选择表 电流 表贴 1A 3A 直插 VR (与系统最大输入电压相同) √ 20V 1N5817 30V 1N5818 40V 1N5819 √ 1N5820 1N5821 1N5822 √ MBR320 MBR330 MBR340 MBR350 MBR360 SK32 SK33 SK34 SK36 30WQ03 30WQ04 30WQ05 31DQ03 31DQ04 31DQ05 SR305 SR306 √ √ √ 5A √ √ 50V SK35 60V √ SR302 SR303 SR304 √ 1N5823 1N5824 1N5825 √ SR502 SR503 SR504 SR505 SR506 √ SB520 SB530 SB540 SB550 SB560 SK52 SK53 SK54 SK55 SK56 50WQ03 50WQ04 50WQ05 Rev 1.0 www.xlsemi.com 12 Datasheet 150KHz 40V 3A开关电流自带恒流环路降压型DC-DC转换器 XL4201 物理尺寸 SOP8-EP Rev 1.0 www.xlsemi.com 13 Datasheet 150KHz 40V 3A开关电流自带恒流环路降压型DC-DC转换器 XL4201 重要申明 XLSEMI 保留在任何时间、在没有任何通报的前提下，时对所提供的产品和服务进行 更正、修改、增强的权利。XLSEMI 不对 XLSEMI 产品以外的任何电路使用负责，也不提 供其专利权许可。 XLSEMI 对客户应用帮助或产品设计不承担任何责任。客户应对其使用 XLSEMI 的产 品和应用自行负责。为尽量减小与客户产品和应用相关的风险，客户应提供充分的设计与 操作安全措施。 XLSEMI 保证其所销售的产品性能符合 XLSEMI 标准保修的适用规范，仅在 XLSEMI 保证的范围内，且 XLSEMI 认为有必要时才会使用测试或者其他质量控制技术。除非政府 做出了硬性规定，否则没有必要对每种产品的所有参数进行测试。 对于 XLSEMI 的产品手册或数据表，仅在没有对内容进行任何篡改且带有相关授权、 条件、限制和声明的情况下才允许进行复制。在复制信息的过程中对内容的篡改属于非法 的、欺诈性商业行为。XLSEMI 对此类篡改过的文件不承担任何责任。 有关最新的产品信息，请访问 www.xlsemi.com。 Rev 1.0 www.xlsemi.com 14