直流电源转换芯片LM5176设计参考点

  今天和大家分享一颗直流电源转换芯片LM5176,这是一颗DCDC芯片，用这颗芯片可以帮助我们快速设计非隔离电源转换电路，下面我们一起来看看这颗芯片的参考设计知识。   1.LM5176芯片的实物图：

2.LM5176芯片的基本参数：    

LM5176是一颗DCDC控制器，也就是直流转换成直流的控制器。可以驱动H桥的4个MOS实现降压升压的自动控制输出。 它具有： （1）宽输入范围达到4.2V到55V，并且可以自动调节工作在升压模式还是降压模式，无论输入电压高于输出，低于输出还是等于输出，均可以实现固定输出调节，这对输入电源有不同电压等级，或者有变化的输入电源的设计场景下，具有很强的应用价值。 （2）LM5176的输出值可以调节，固定在0.8V到55V的某个值，而且使用LM5176设计的DCDC转换芯片，最高可以达到98%以上的效率，高效对应的是小的损耗和温升，这对系统电源的稳定性非常重要。 （3）具备丰富的保护功能，有输出电压短路保护，限制输入输出的平均电流，输入欠压锁定输出保护和软启动功能，输出过压保护功能，热关断保护功能等。这些功能对电源系统的异常情况起到很重要的保护作用。 （4）开关频率可调节，通过外部电阻配置。 （5）有HTSSOP-28和QFN28封装可以选择，可以满足不同PCB尺寸设计的需要。   这颗芯片已经被广泛应用在工业电源，电力电子，LED照明等场合。

3.LM5176芯片的引脚配置参数：     

  这里以HTSSOP-28为例介绍，这种封装的芯片体积和占用PCB面积较大，但是对手工焊接的要求较低，如果PCB板面积有限，可以选择QFN-28封装的小尺寸芯片。 下面是引脚定义和设计要求： 1.EN/UVLO:使能引脚，当此引脚电压小于0.4V时，芯片处于关断模式，当引脚电压大于1.22V时，PWM功能开启。 2.VIN:芯片的输入引脚，输入范围支持4.2到55V。

3.VISN:输入电源线VIN的测量引脚，连接到输入电源。 4.MODE：MODE引脚电压在1.38V到2.22V阈值之间时，CCM模式的hiccup模式使能，此工作状态需要设置Rmode电阻对AGND阻值为93.1kΩ。MODE引脚电压在2.6V到VCC供电电压阈值之间时，CCM模式的hiccup模式被禁止，此工作状态需要设置Rmode电阻对AGND阻值为200kΩ，或者将此引脚直接接入VCC。 5.DITH：此引脚对AGND接入一个电容，满足电流源的充放电。 6.RT/SYNC:开关频率变成引脚，外部电阻接入此引脚和AGND之间，设置开关频率。此引脚也可以作为PWM输入的引脚，接入外部的时钟信号控制开关频率。 7.SLOP:连接电容到AGND，实现在BUCK和BOOST模式下的平稳电流能力。

8.SS:软启动控制引脚，可以通过SS对AGND的电容对软启动时间的调节。 9.COMP:误差放大器输出引脚，外部需要连接RC，来补偿调节器的反馈环路。 10.AGND:芯片的参考模拟地 11.FB:输出电压调节反馈引脚，可以通过对输出电压进行采集，得到此引脚的反馈电压值。
12.VOSNS:输出检测引脚，连接到输出电压 13.ISNS-;14.ISNS+:输入或输出电流感测放大器输入。连接ISNS(+)和ISNS(-)之间的可选电流检测电阻可以位于转换器的输入侧或输出侧。如果ISNS(+)和ISNS(-)引脚上的检测电压达到50mV，则缓慢的恒流(CC)控制回路开始激活并开始放电软启动电容，以调节ISNS(+)和ISNS(-)上的电压降至50 mV。若想关闭此功能，则将ISNS(+)和ISNS(-)短接。 15.CGS：电流检测放大器输入的负极，连接电流检测电阻低侧（地）

16.CS:电流检测放大器输入的正极 17.PGOOD:power-good开漏输出引脚，当FB引脚电压值超出参考电压一定范围时，此引脚拉低。

18.SW2:开关转换节点2 19.HDRV2:高边栅极驱动引脚2输出 20.BOOST2:在此引脚和SW2引脚之间连接boost电容 21.LDRV2:低边栅极驱动引脚2输出 22.PGND:功率地 23.VCC:偏置电源输出，引脚外部需要放置滤波电容

24.BIAS:VCC调节器输入，可以使用内部输入，也可以外部输入 25.LDRV1:低边栅极驱动引脚1输出 26.BOOST1:在此引脚和SW1引脚之间连接boost电容 27.HDRV1:高边栅极驱动引脚1输出 28开关转换节点2 POWER-PAD：此引脚和模拟地连接到一起可靠接地，建议使用过孔连接到PCB平面，改善热性能。  

  4.LM5176芯片的设计参考点：

（1）在设计和调试时，通过EN/UVLO引脚的电压值，可以调节和测量芯片处于何种模式。 （2）在设计VIN输入电压时，虽然支持宽范围，但是尽可能量使用较高电压，这样对上级电源电流的抽取会降低，对PCB走线宽度会有所降低。 （3）在电源输入和VIN引脚之间串联二极管，防止VCC电压的反馈对电源造成影响 （4）芯片背面的PAD要可靠接地，最好是连接到铜皮，保证散热。 （5）FB引脚的反馈电压要误差较小，因此推荐使用精度高的反馈分压电阻。

（6）VCC引脚对PGAD连接1uf-4.7uf电容，推荐耐压值25V。

（7）PGOOD引脚是开漏输出，因此电路设计需要增加上拉电阻。

（8）芯片集成热关断功能，阈值165度，启动热关断以后，当温度降低到150度以下时，芯片会自动退出关断状态。

（9）PCB设计时，检流电阻的反馈回路尽可能小，推荐开尔文走线。

（10）FB反馈走线回路，尽可能小。

（11）PCB设计时，要注意PGND回路和AGND回路走线尽可能分开，避免干扰。

5.LM5176芯片的原理图PCB参考：

编辑：黄飞