# D-025 Buck首版物料与离线原理图合同

> D-031更新：共享PPTC当前首版候选改为`H16-1000 / C49166586`；原`BK16-1000-SZ / C268792`保留为动作更快的备选。两者脚距不同，具体替代和EVT边界以`34-D031-C88071与C268792替代选型.md`为准。

日期：2026-08-31  
状态：`OFFLINE_SCHEMATIC_CONTRACT / EVT_REQUIRED / PRODUCTION_BLOCKED`

## 1 本轮结论

- D-024的产品架构不变：RC-PM16一条单输出双相Buck母线；RC-PM24两条相互独立的单输出双相Buck母线；输入仅2S，输出6.0–8.4V，不升压。
- 每条母线首版锁定：1×`LM5143QRWGRQ1 / C1849541`、4×`PSMN1R2-30YLD / C22465456`、2×`AAPS1770M2R2H / C49073808`、2×`HoJLR2512-3W-2.5mR-1% / C2904234`。
- 首版开关频率按300kHz计算。VCCX接AGND，先使用LM5143内部5V偏置；2S下估算的MOS总栅极平均电流约38mA/控制器，内部偏置损耗约0.14W，仍需实测芯片温升。
- 功率电容统一为`CS3225X7R476K160NRL / C5440143`，47µF、16V、X7R、1210；每条母线首装输入4颗、输出8颗，并分别预留再加4颗和8颗的DNP焊盘。禁止用标称容量冒充有效容量。
- 四路共享保护的首版候选锁定为Brightking `BK16-1000-SZ / C268792`：16V、Ihold 10A、Itrip 20A、Imax 100A、R25约4mΩ、THT。它只作为样机保护件，不是精密10A限流器；温度降额和动作曲线仍须EVT。

## 2 关键计算

### 2.1 电感纹波

按`L=2.2µH`、`fSW=300kHz`：

| 输入→输出 | 每相纹波峰峰值 |
|---|---:|
| 8.7V→6.0V | 约2.82A |
| 8.7V→7.4V | 约1.67A |
| 8.7V→8.4V | 约0.44A |

30A母线时每相平均约15A，最差峰值约16.4A；40A母线时每相平均约20A，最差峰值约21.4A。该结果低于候选电感43.5A热额定和47A饱和额定，但最终温升仍由PCB铜、相邻热源和外壳决定。

### 2.2 硬件逐相限流

LM5143电流检测门槛为66/73/80mV（最小/典型/最大）。采用2.5mΩ分流器后，最差8.7V→6V纹波条件下：

- 最低门槛对应的可用直流相电流约`66mV/2.5mΩ - 2.82A/2 = 25.0A`；两相约50A。
- 典型门槛对应两相约55.6A；最高门槛对应两相约61.2A。
- 40A总电流时每颗分流器平均损耗约1W，3W封装仍须Kelvin连接、大铜皮和温升验证。

因此2.5mΩ比旧2mΩ更能限制故障能量，又比3mΩ更不容易在40A/10秒目标附近误触发。该限流仍是Buck功率级的周期限流，不替代BTS/PPTC输出保护。

### 2.3 MOS初审

`PSMN1R2-30YLD`在4.5V驱动时RDS(on)典型1.2mΩ、最大1.6mΩ，150°C最大约2.64mΩ；4.5V总栅电荷典型32nC、Qgd约9.1nC。按300kHz、四颗MOS估算平均栅极电流约38mA。其制造商状态为Production，LCSC本轮快照约1.2万颗。

该器件作为首版主装候选；`PKC26BB`保留为低Qg电气替代但当前缺货，TI `CSD17556Q5B`只作性能基准，未确认的第三方同名料不得代用。

## 3 反馈、DAC和硬件OVP

每条母线使用以下电气值：

- 固定反馈：`VOUT→100kΩ 0.1%→FB→11.1kΩ 0.1%→AGND`，DAC链失效时约6.005V。
- DAC缩放：`DAC_OUT→(150kΩ+8.2kΩ) 0.1%串联→VSET→10kΩ 0.1%→AGND`。
- `TLV9002`作电压跟随，输出驱动2N7002栅极；2N7002源极经8.2kΩ 0.1%接地，漏极接FB。
- DAC满码3.3V时VSET约196mV、反馈下拉电流约23.9µA，理论输出约8.40V。
- DAC断线、MCU复位、运放掉电或2N7002关闭时，输出都回落到固定6V设定；固件上电先保持Buck禁止，再确认DAC和OVP状态后使能。
- OVP分压统一为`SERVO_BUS→100kΩ 0.1%→OVP_SNS→39.0kΩ 0.1%→AGND`，配合2.495V基准的标称门槛约8.89V；检测点并1nF C0G。
- TL331开漏输出同时清除74HC74许可锁存，并经BAS70H单向直接钳低LM5143 EN。MCU命令不能覆盖持续过压。

精密电阻优先0603。154k单值不再作为刚需，改成库存更容易维护的150k+8.2k串联。离线主装料号锁定为：100kΩ `ARG03BTC1003 / C335088`、11.1kΩ `TNPW060311K1BEEA / C1854558`、8.2kΩ `RT0603BRD078K2L / C861589`、150kΩ `PTFR0603B150KN9 / C2692873`、10kΩ `ARG03BTC1002 / C309083`、39kΩ `PTFR0603B39K0N9 / C5382624`。其中11.1kΩ库存深度较浅，正式下单前必须增加一个同值同精度替代料；不允许为迁就库存改变反馈比。

## 4 补偿首装值与调试位

在估算有效输出容量约160µF、8.4V工作点、目标交越约23–25kHz时，Type-II补偿首装值暂定：

- `RCOMP=8.2kΩ`，主装`RT0603BRD078K2L / C861589`
- `CCOMP=8.2nF`，主装`CGA0603C0G822J500JT / C36911426`
- `CHF=68pF C0G`，主装`GRM1885C1H680JA01D / C85981`

同时各留一个并联/替换焊盘，允许在`RCOMP 6.8/8.2/10kΩ`、`CCOMP 6.8/8.2/10nF`、`CHF 33/47/68pF`范围内调试。以上是解析计算的首装值，不是稳定性通过证明；改变输出MLCC装配数量后必须重新做负载阶跃。考虑用户设备条件，首版最低验收采用示波器+电子负载阶跃，不强制购买网络分析仪；若波形无法可靠判断，再委托外部实验室做Bode测试。

## 5 功率MLCC装配规则

- 每相半桥VIN-PGND环路旁各放2×47µF，合计输入首装4颗/母线；另留4颗输入DNP。
- 两颗电感和相分流汇合后的母线入口首装8×47µF；另留8颗输出DNP，并沿输出连接器电源脊柱分散布置小容量陶瓷去耦。
- 原理图属性必须同时写“47µF/16V/X7R/1210”和`C5440143`；采购前取得该料在8.4V、温度和容差下的DC-bias有效容量证据。若单颗有效容量低于15µF，则增加装配数量或更换料号，不能用名义376µF宣称实际容量。
- 每条母线预留一组不默认装配的RC阻尼位；不得把MLCC阵列直接等同为高ESR电解电容的阻尼特性。

## 6 四路PPTC组离线连接

`SERVO_BUS→BK16-1000-SZ→GROUP_BUS→4×JR电源脚`。四路PWM和GND仍分别连接，PPTC只串在该组正电源脊柱。PPTC两侧各留测试点；并行预留`0Ω/跳线选择 + eFuse DNP输入/输出 + EN/FAULT焊盘`，但首版不得同时装PPTC旁路与eFuse输出。

候选的Imax必须≥100A。`RL16-1000/C21016`虽有库存且R25约3mΩ，但Imax只有40A，不作为电池供电舵机组的首装料；`FRG1000-16F/C2687074`电气上合适但当前缺货，作为同类替代参考。

## 7 离线原理图实例化

- `BUCK_MAIN`：仅RC-PM16装配一套。
- `BUCK_A`、`BUCK_B`：仅RC-PM24各装配一套，控制、采样、OVP和输出电容不得共网。
- 每套必须具有独立的`BUCK_x_EN_CMD`、`BUCK_x_PGOOD`、`BUCK_x_DAC`、`BUCK_x_OVP_FAULT_N`、`BUCK_x_TEMP_ADC`、`SERVO_BUS_x`和功率地回流。
- LM5143单输出双相连接保持：MODE=VDDA、FB2=AGND、COMP1/COMP2相连、SS1/SS2相连、EN1/EN2共同受许可链控制。CS1/VOUT1和CS2/VOUT2分别Kelvin跨接各自2.5mΩ分流器。
- 300kHz RT电阻、软启动、电源去耦、bootstrap、栅极电阻和可选RC snubber必须按TI数据手册展开；精确小值在正式EasyEDA符号/封装审计前保持`CALC_VALUE_TO_CONFIRM`，不得凭记忆填入。

## 8 仍然阻塞生产的项目

1. AAPS1770M2R2H的第二来源和长期库存。
2. C5440143的实测/厂家DC-bias曲线与最终装配数量。
3. LM5143补偿的负载阶跃或Bode证据。
4. +40°C整机30A持续和40A/10秒温升、效率、掉压和恢复。
5. PPTC在环境温度、组内舵机峰值和真实短路线束下的动作行为。
6. LFPAK56、2512分流、VQFN40和电感的真实焊盘、3D和返修审查。

因此本轮允许进入“离线完整原理图/正式EDA候选建立”，但不允许宣称`SCHEMATIC_PASS`、`PCB_PERMISSION`或生产BOM通过。