LM5149 具有超低IQ和集成有源EMI滤波器的 80V 同步降压直流/直流控制器数据手册

LM5149 是一款 80V 超低 IQ同步降压 DC/DC 控制器，适用于大电流、单输出应用。该控制器采用峰值电流模式控制架构，可实现简单的环路补偿、快速瞬态响应以及出色的负载和线路调节。LM5149 可设置为交错双相模式，为大电流应用提供精确的均流功能。该设备可以在 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 具有两个独特的 EMI 降低功能：有源 EMI 滤波器和双随机扩频 （DRSS）。有源 EMI 滤波器可感应直流输入总线上的任何噪声或纹波电压，并注入异相消除信号以减少干扰。DRSS 结合了低频三角和高频随机调制，以分别减轻低频段和高频频段的 EMI。这种混合技术与行业标准 EMC 测试中指定的多分辨率带宽 （RBW） 设置一致。
*附件：LM5149 具有超低 IQ 和集成有源 EMI 滤波器的 80V 同步降压直、直流控制器数据表.pdf

LM5149 的其他特性包括 150°C 的最高结温工作、用户可选择的二极管仿真以在轻负载条件下降低电流消耗、用于故障报告和输出监控的开漏电源正常标志、精密使能输入、单调启动至预偏置负载、集成 VCC 偏置电源稳压器和自举二极管、内部 3ms 软启动时间以及具有自动恢复功能的热关断保护。

LM5149 控制器采用 3.5mm × 5.5mm 热增强型 24 引脚 VQFN 封装，并带有外露焊盘，有助于散热。

特性

• 两种集成的 EMI 缓解机制
  • 有源 EMI 滤波器，可在较低频率下增强 EMI 性能
  • 可选双随机扩频 （DRSS），可在低频段和高频频段增强 EMI 性能
  • EMI 平均降低 25 dBμV
  • 将外部差模输入滤波器尺寸减小 50%，并降低系统成本
  • 针对 CISPR 32 B 类要求进行了优化
• 多功能同步降压 DC/DC 控制器
  • 3.5 V 至 80 V 的宽输入电压范围
  • 精度为 1%，固定 3.3 V、5 V、12 V 或 0.8 V 至 55 V 可调输出
  • 最高结温 150°C
  • 关断模式电流：2.3 μA
  • 空载休眠电流：9.5 μA
  • 最多可堆叠两相
  • 具有频率折返功能的高级压差
• 开关频率范围为 100 kHz 至 2.2 MHz
  • SYNC 输入和输出功能
• 固有的保护功能，实现稳健的设计
  • 内部打嗝模式过流保护
  • ENABLE 和 PGOOD 函数
  • VCC、VDDA 和栅极驱动 UVLO 保护
  • 内部或外部回路补偿
  • 带滞后的热关断保护

参数

方框图

1. 主要特性

• ‌超低IQ‌：在关机模式下，电流仅为2.3μA；在无负载睡眠模式下，电流为9.5μA。
• ‌宽输入电压范围‌：支持3.5V至80V的输入电压范围。
• ‌高精度输出‌：提供1%精度的固定3.3V、5V、12V输出，或0.8V至55V的可调输出。
• ‌集成有源EMI滤波器‌：有效降低EMI，减少外部差分模式输入滤波器的尺寸和系统成本。
• ‌ 双随机扩频（DRSS） ‌：结合低频三角波和高频随机调制，改善不同频率段的EMI性能。
• ‌功能安全‌：提供文档支持，辅助功能安全系统设计。
• ‌热关断保护‌：具有带滞回的热关断功能，保护芯片免受过热损坏。
• ‌多种保护特性‌：包括欠压锁定（UVLO）、过流保护（hiccup模式）、电源良好（PG）信号等。

2. 应用领域

• 适用于高电流、单输出的汽车和工业应用。
• 特别适合需要低EMI和高效率的电源管理系统。

3. 功能框图

• 控制器包含高压偏置供电调节器、PWM控制器、高侧和低侧MOSFET栅极驱动器、有源EMI滤波器、双随机扩频发生器、软启动电路、过流保护电路等多个模块。

4. 封装与尺寸

• 采用3.5mm × 5.5mm的24引脚VQFN封装，带有裸露焊盘以增强散热性能。

5. 典型应用电路

• 数据表中提供了多个典型应用电路，包括高效率2.1MHz同步降压调节器、48V至12V 400kHz同步降压调节器等，详细说明了各元件的选型和参数计算方法。

6. 布局与接地设计指南

• 强调了PCB布局中最小化高频功率环路面积的重要性。
• 提供了输入电容、输出电容、MOSFET和EMI滤波器的布局建议。
• 指出应使用多层PCB设计，并在电源组件下方放置完整的接地平面以优化散热和降低EMI。

7. 设计资源与支持

• 提供了WEBENCH® Power Designer工具链接，方便用户进行自定义设计。
• 提供了详细的文档支持，包括用户指南、应用报告、技术简报和白皮书等。
• 用户可以通过TI E2E™支持论坛获取快速、经验证的设计帮助。