Texas Instruments LM5013/LM5013-Q1非同步降壓轉(zhuǎn)換器設(shè)計(jì)用于在寬輸入電壓范圍內(nèi)進(jìn)行調(diào)節(jié)，從而更大限度地減少對(duì)外部浪涌抑制元件的需求。最低可控制導(dǎo)通時(shí)間為50ns，便于實(shí)現(xiàn)較大的降壓轉(zhuǎn)換比，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)從48V額定輸入到低電壓軌的直接降壓，從而降低系統(tǒng)復(fù)雜性以及解決方案成本。LM5013/LM5013-Q1在輸入電壓突降至6V時(shí)能夠根據(jù)需要以接近100%的占空比繼續(xù)工作，非常適合高性能48V電池汽車應(yīng)用和MHEV/EV系統(tǒng)。

數(shù)據(jù)手冊(cè)：

LM5013/LM5013-Q1集成了高側(cè)功率MOSFET，可提供高達(dá)3.5A輸出電流。恒定導(dǎo)通時(shí)間 (COT) 控制架構(gòu)可提供幾乎恒定的開關(guān)頻率，具有出色的負(fù)載和線路瞬態(tài)響應(yīng)。LM5013/LM5013-Q1的其他特性包括用于提高輕負(fù)載效率的超低IQ運(yùn)行、創(chuàng)新的峰值過流保護(hù)、集成VCC偏置電源和自舉二極管、精密使能和輸入U(xiǎn)VLO以及帶自動(dòng)恢復(fù)功能的熱關(guān)斷保護(hù)。開漏PGOOD指示器具有排序、故障報(bào)告和輸出電壓監(jiān)控等功能。

Texas Instruments LM5013/LM5013-Q1采用8引腳SO PowerPAD?封裝。1.27mm引腳間距為高壓應(yīng)用提供足夠大間距。Texas Instruments LM5013-Q1器件符合汽車應(yīng)用類AEC-Q100認(rèn)證。

特性

設(shè)計(jì)用于可靠、堅(jiān)固的應(yīng)用
- 寬輸入電壓范圍：6V至100V
- 結(jié)溫范圍：–40°C至+150°C
- 固定3.5ms內(nèi)部軟啟動(dòng)定時(shí)器
- 峰值電流限制保護(hù)
- 輸入U(xiǎn)VLO和熱關(guān)斷保護(hù)
- 支持功能安全
  - 來輔助功能安全系統(tǒng)設(shè)計(jì)的文檔
適用于可擴(kuò)展汽車電源
- 與LM5163-Q1和LM5164-Q1引腳對(duì)引腳兼容（100V、0.5A或1A）
- 最短導(dǎo)通時(shí)間和關(guān)斷時(shí)間：50ns
- 空載睡眠電流：10μA
- 關(guān)斷靜態(tài)電流：3.1μA
針對(duì)超低EMI要求進(jìn)行了優(yōu)化
- 符合CISPR 25 Class 5標(biāo)準(zhǔn)
集成度高，減小了解決方案尺寸并降低了成本
- COT模式控制架構(gòu)
- 集成100V、0.25Ω功率MOSFET
- 1.2V內(nèi)部電壓基準(zhǔn)
- 無環(huán)路補(bǔ)償組件
- 內(nèi)部VCC偏置穩(wěn)壓器和自舉二極管

功能框圖

LM5013 100V輸入3.5A非同步降壓DC/DC 轉(zhuǎn)換器技術(shù)解析

產(chǎn)品概述

LM5013是德州儀器(TI)推出的一款寬輸入電壓范圍、高效率的非同步降壓DC/DC轉(zhuǎn)換器，專為工業(yè)、汽車和通信應(yīng)用設(shè)計(jì)。該器件集成了100V/0.25Ω的高側(cè)功率MOSFET，采用恒定導(dǎo)通時(shí)間(COT)控制架構(gòu)，具有超低靜態(tài)電流和緊湊的解決方案尺寸。

關(guān)鍵特性

?寬輸入電壓范圍?：6V至100V，適用于高壓工業(yè)系統(tǒng)和汽車應(yīng)用
?高輸出電流?：連續(xù)輸出電流可達(dá)3.5A
?高效率設(shè)計(jì)?：集成0.25Ω高側(cè)MOSFET，最高效率超過92%
?超低靜態(tài)電流?：待機(jī)模式僅10μA，關(guān)斷模式3.1μA
?先進(jìn)保護(hù)功能?：包括峰值電流限制、熱關(guān)斷和輸入U(xiǎn)VLO
?EMI優(yōu)化?：符合CISPR 25 Class 5標(biāo)準(zhǔn)

技術(shù)細(xì)節(jié)分析

控制架構(gòu)與工作原理

LM5013采用恒定導(dǎo)通時(shí)間(COT)控制方案，通過外部電阻(RON)設(shè)置固定的導(dǎo)通時(shí)間(tON)。這種架構(gòu)提供了優(yōu)異的負(fù)載和線路瞬態(tài)響應(yīng)，同時(shí)幾乎保持恒定的開關(guān)頻率。

?工作原理流程?：

當(dāng)FB引腳電壓低于內(nèi)部1.2V基準(zhǔn)時(shí)，高側(cè)MOSFET導(dǎo)通
導(dǎo)通時(shí)間由RON電阻和輸入電壓決定
導(dǎo)通時(shí)間結(jié)束后，高側(cè)MOSFET關(guān)斷，直到FB電壓再次低于基準(zhǔn)

PCB布局指南

?關(guān)鍵回路最小化?：縮短輸入電容到VIN和GND的路徑
?熱管理?：充分利用PowerPAD散熱，建議40cm2銅面積
?敏感信號(hào)隔離?：FB走線遠(yuǎn)離開關(guān)節(jié)點(diǎn)和電感
?多層板設(shè)計(jì)?：內(nèi)層地平面提供屏蔽和散熱

性能特點(diǎn)

效率曲線

48V轉(zhuǎn)12V效率：92%@3.5A負(fù)載
輕載效率優(yōu)化：10μA超低靜態(tài)電流

保護(hù)功能

?峰值電流限制?：4.2A(典型值)
?熱關(guān)斷?：175°C觸發(fā)，165°C恢復(fù)
?輸入U(xiǎn)VLO?：可編程輸入欠壓鎖定

應(yīng)用領(lǐng)域

?工業(yè)系統(tǒng)?：PLC、電機(jī)驅(qū)動(dòng)、工業(yè)自動(dòng)化
?汽車電子?：ADAS、信息娛樂系統(tǒng)
?通信設(shè)備?：基站電源、PoE系統(tǒng)
?電池供電系統(tǒng)?：高電池?cái)?shù)應(yīng)用

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