超低噪声、超高PSRR，Pin-to-Pin替ADI，这颗国产LDO，能打

工业、医疗、能源这些领域做硬件，很多需求是一样的：尺寸小、集成度高、电源部分最好别太折腾。尤其是输入3.4V到36V、输出3A以内的场景，传统控制芯片+外置电感的方案，总有一些绕不开的琐碎事。这也是为什么这类全集成模块越来越受欢迎。共模半导体的电源芯片我们之前陆续聊过几颗，做得都挺扎实，这次再补充一颗GM6403系列全集成降压模块，把电感、补偿网络、自举电容全塞进一个QFN封装，外围只要几个电容电阻，设计简单，调试也省事。01模块简介GM6403输入电压3.4V到36V，输出电压可调，最低1V，最高能到20V，连续输出电流3A。开关频率默认400kHz，可以通过RT引脚外接电阻调到2.2MHz，也支持外部时钟同步。封装是19引脚、9mm×7mm×4mm的QFN。关键点在于全集成三个字。传统降压方案，你需要选电感、选补偿电容、布板时还要注意SW节点的布局和走线。GM6403直接把功率MOS管、电感、bootstrap电容和补偿网络都做进了封装里，外部只需要输入输出电容和反馈电阻分压。GM6403 典型应用典型应用中，VIN输入两个电容22uF+1uF，OUT输出一个100uF，FB两个电阻加一个22pF前馈电容，完事。对于空间紧张、又不想在磁性元件选型和调试上耗时间的项目，这种方案确实能省不少事。从功能框图也能看出这颗芯片的内部结构。左边是控制部分：振荡器负责产生时钟，误差放大器把FB反馈电压和内部1V基准做比较，通过Comp节点去控制峰值电流。右边是功率部分：上下两个功率MOS管、内置电感，以及BST自举电容，全都画在框里了。中间还有过温检测、软启动、高侧和低侧电流限制这些保护模块。GM6403 功能框图整体看下来，控制环路的补偿网络、电流采样、驱动逻辑、功率电感，全部集成在芯片内部，外部能看到的只有VIN、SW、OUT、FB这几个功率和反馈引脚。这也解释了为什么外围只需要几个电容电阻就能工作。02几个设计细节1、反馈网络和前馈电容手册里给出了反馈电阻的推荐值：RA=499kΩ，RB=124kΩ，对应VOUT=5V。前馈电容CFF推荐22pF，并在FB和VOUT之间。这个电容的作用是引入一个零点，抵消反馈电阻和FB引脚输入电容形成的极点，改善瞬态响应。实际布板时，CFF要尽量靠近FB引脚，走线短。2、输入电容的布局手册强调输入电容要靠近VIN和PGND引脚，走线短而宽。因为输入电容和走线电感会形成谐振，如果布局不好，SW节点振铃会很高，轻则增加EMI，重则超过芯片的绝对最大额定值。GM6403的VIN到PGND绝对最大额定值是42V，36V输入已经在推荐工作范围的上限，所以输入电容的布局和选型必须认真对待。3、开关频率的选择RT引脚悬空时默认400kHz，接地时2.2MHz。频率越高，电感和电容可以越小，但开关损耗会增加，效率会略降。如果对EMI敏感，建议选400kHz到1MHz之间；如果对尺寸敏感，可以选2.2MHz。另外，RT引脚还可以用来同步外部时钟。同步时芯片不会进入低功耗模式，而是保持FCM连续工作。SW频率与RT阻值的对应关系4、低功耗模式与FCMGM6403-1支持低功耗Burst模式，轻载时静态电流典型2.5μA，适合电池供电或待机功耗要求高的场景。GM6403则工作在FCM强制连续模式，全负载范围内保持固定频率，瞬态响应更快，但轻载效率会低一些。选型时要根据实际负载情况来定。手册里也提到，如果要求输出能吸收电流，必须用FCM。03几个重要指标1、效率方面以VOUT=5V为例，VIN=12V时，负载从0.5A到3A，效率基本在90%以上，峰值能到95%左右。VIN=6.5V时效率更高，VIN=18V时略低，但也在85%以上。这个表现对于集成电感的模块来说，属于正常偏上的水平。毕竟电感是内置的，不能像外置电感那样随便选低DCR的型号，能做到这个效率，说明内部电感和MOS管的匹配做得不错。效率曲线，VOUT=5V，强制连续模式2、电源纹波在轻载下，FCM 模式仍然保持固定频率开关，纹波比较规整，没有出现脉冲跳跃。输出纹波 VOUT=3.3V, IO=0A, FPWM3、负载调整率在VOUT=5V、1A负载下，从6V到42V输入，输出电压基本稳定在5V附近，偏差很小。在-40℃到125℃全温度范围内，负载调整率也在±1%以内。这个指标对于给FPGA、ASIC或者传感器供电来说，完全够用。输出电压负载调整率，VOUT = 5V4、保护功能也比较全输出过压保护、短路保护、热关机、电源良好PG输出。PG引脚是开漏的，可以外接上拉电阻，方便做电源时序控制。EN引脚有精确的使能门限，可以配合电阻分压做输入欠压锁定，防止电源在启动过程中反复重启。以上选取手册部分内容，更多详情，请参见原厂datasheet。04写在最后全集成模块最大的好处就是省心，但集成也有代价。一是内置电感的DCR和饱和电流是固定的，没法像外置电感那样灵活调整；二是集成模块一般会更贵一些，毕竟电感、补偿网络这些都封进去了，成本和设计工夫都帮咱省了。3A输出对大多数工业、医疗、电信应用够了，需要更大电流还是得外置方案。9mm×7mm×4mm的封装不算特别小，但考虑到集成了电感，已经相当紧凑。另外提一句，MPS那几颗常见的全集成模块，像MPM3630、MPM3620这些，最近渠道上一直比较紧，订单排得挺远。急着出图的话，GM6403A这种输入更宽、输出能力相当的替代方案，倒是个现实的选择，立创上有现货，可以实测验证。碰到类似场景的话，可以拿它跟手头的方案比一比，多一个备选。来源：硬件笔记本