LM5149 具有超低IQ和集成有源EMI濾波器的 80V 同步降壓直流/直流控制器數(shù)據(jù)手冊(cè)

LM5149 是一款 80V 超低 IQ同步降壓 DC/DC 控制器，適用于大電流、單輸出應(yīng)用。該控制器采用峰值電流模式控制架構(gòu)，可實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單的環(huán)路補(bǔ)償、快速瞬態(tài)響應(yīng)以及出色的負(fù)載和線路調(diào)節(jié)。LM5149 可設(shè)置為交錯(cuò)雙相模式，為大電流應(yīng)用提供精確的均流功能。該設(shè)備可以在 V 下工作在低至 3.5 V，如果需要，可在接近 100% 的占空比下工作。

LM5149 具有兩個(gè)獨(dú)特的 EMI 降低功能：有源 EMI 濾波器和雙隨機(jī)擴(kuò)頻 （DRSS）。有源 EMI 濾波器可感應(yīng)直流輸入總線上的任何噪聲或紋波電壓，并注入異相消除信號(hào)以減少干擾。DRSS 結(jié)合了低頻三角和高頻隨機(jī)調(diào)制，以分別減輕低頻段和高頻頻段的 EMI。這種混合技術(shù)與行業(yè)標(biāo)準(zhǔn) EMC 測(cè)試中指定的多分辨率帶寬 （RBW） 設(shè)置一致。
*附件：LM5149 具有超低 IQ 和集成有源 EMI 濾波器的 80V 同步降壓直、直流控制器數(shù)據(jù)表.pdf

LM5149 的其他特性包括 150°C 的最高結(jié)溫工作、用戶可選擇的二極管仿真以在輕負(fù)載條件下降低電流消耗、用于故障報(bào)告和輸出監(jiān)控的開漏電源正常標(biāo)志、精密使能輸入、單調(diào)啟動(dòng)至預(yù)偏置負(fù)載、集成 VCC 偏置電源穩(wěn)壓器和自舉二極管、內(nèi)部 3ms 軟啟動(dòng)時(shí)間以及具有自動(dòng)恢復(fù)功能的熱關(guān)斷保護(hù)。

LM5149 控制器采用 3.5mm × 5.5mm 熱增強(qiáng)型 24 引腳 VQFN 封裝，并帶有外露焊盤，有助于散熱。

特性

• 兩種集成的 EMI 緩解機(jī)制
  • 有源 EMI 濾波器，可在較低頻率下增強(qiáng) EMI 性能
  • 可選雙隨機(jī)擴(kuò)頻 （DRSS），可在低頻段和高頻頻段增強(qiáng) EMI 性能
  • EMI 平均降低 25 dBμV
  • 將外部差模輸入濾波器尺寸減小 50%，并降低系統(tǒng)成本
  • 針對(duì) CISPR 32 B 類要求進(jìn)行了優(yōu)化
• 多功能同步降壓 DC/DC 控制器
  • 3.5 V 至 80 V 的寬輸入電壓范圍
  • 精度為 1%，固定 3.3 V、5 V、12 V 或 0.8 V 至 55 V 可調(diào)輸出
  • 最高結(jié)溫 150°C
  • 關(guān)斷模式電流：2.3 μA
  • 空載休眠電流：9.5 μA
  • 最多可堆疊兩相
  • 具有頻率折返功能的高級(jí)壓差
• 開關(guān)頻率范圍為 100 kHz 至 2.2 MHz
  • SYNC 輸入和輸出功能
• 固有的保護(hù)功能，實(shí)現(xiàn)穩(wěn)健的設(shè)計(jì)
  • 內(nèi)部打嗝模式過流保護(hù)
  • ENABLE 和 PGOOD 函數(shù)
  • VCC、VDDA 和柵極驅(qū)動(dòng) UVLO 保護(hù)
  • 內(nèi)部或外部回路補(bǔ)償
  • 帶滯后的熱關(guān)斷保護(hù)

參數(shù)

方框圖

1. 主要特性

• ?超低IQ?：在關(guān)機(jī)模式下，電流僅為2.3μA；在無負(fù)載睡眠模式下，電流為9.5μA。
• ?寬輸入電壓范圍?：支持3.5V至80V的輸入電壓范圍。
• ?高精度輸出?：提供1%精度的固定3.3V、5V、12V輸出，或0.8V至55V的可調(diào)輸出。
• ?集成有源EMI濾波器?：有效降低EMI，減少外部差分模式輸入濾波器的尺寸和系統(tǒng)成本。
• ? 雙隨機(jī)擴(kuò)頻（DRSS） ?：結(jié)合低頻三角波和高頻隨機(jī)調(diào)制，改善不同頻率段的EMI性能。
• ?功能安全?：提供文檔支持，輔助功能安全系統(tǒng)設(shè)計(jì)。
• ?熱關(guān)斷保護(hù)?：具有帶滯回的熱關(guān)斷功能，保護(hù)芯片免受過熱損壞。
• ?多種保護(hù)特性?：包括欠壓鎖定（UVLO）、過流保護(hù)（hiccup模式）、電源良好（PG）信號(hào)等。

2. 應(yīng)用領(lǐng)域

• 適用于高電流、單輸出的汽車和工業(yè)應(yīng)用。
• 特別適合需要低EMI和高效率的電源管理系統(tǒng)。

3. 功能框圖

• 控制器包含高壓偏置供電調(diào)節(jié)器、PWM控制器、高側(cè)和低側(cè)MOSFET柵極驅(qū)動(dòng)器、有源EMI濾波器、雙隨機(jī)擴(kuò)頻發(fā)生器、軟啟動(dòng)電路、過流保護(hù)電路等多個(gè)模塊。

4. 封裝與尺寸

• 采用3.5mm × 5.5mm的24引腳VQFN封裝，帶有裸露焊盤以增強(qiáng)散熱性能。

5. 典型應(yīng)用電路

• 數(shù)據(jù)表中提供了多個(gè)典型應(yīng)用電路，包括高效率2.1MHz同步降壓調(diào)節(jié)器、48V至12V 400kHz同步降壓調(diào)節(jié)器等，詳細(xì)說明了各元件的選型和參數(shù)計(jì)算方法。

6. 布局與接地設(shè)計(jì)指南

• 強(qiáng)調(diào)了PCB布局中最小化高頻功率環(huán)路面積的重要性。
• 提供了輸入電容、輸出電容、MOSFET和EMI濾波器的布局建議。
• 指出應(yīng)使用多層PCB設(shè)計(jì)，并在電源組件下方放置完整的接地平面以優(yōu)化散熱和降低EMI。

7. 設(shè)計(jì)資源與支持

• 提供了WEBENCH? Power Designer工具鏈接，方便用戶進(jìn)行自定義設(shè)計(jì)。
• 提供了詳細(xì)的文檔支持，包括用戶指南、應(yīng)用報(bào)告、技術(shù)簡(jiǎn)報(bào)和白皮書等。
• 用戶可以通過TI E2E?支持論壇獲取快速、經(jīng)驗(yàn)證的設(shè)計(jì)幫助。