LM5149-Q1系列 具有超低 IQ 和集成有源EMI 滤波器的 80V 汽车同步降压直流/直流控制器数据手册

LM5149-Q1 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-Q1 可设置为双相模式，并为大电流应用提供精确的均流。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。
*附件：LM5149-Q1 80-V 具有超低 IQ 和集成有源 EMI 滤波器的汽车、同步、降压、DC DC 控制器数据表.pdf

LM5149-Q1 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。

LM5149-Q1 的其他特性包括 150°C 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-Q1 控制器采用 3.5mm × 5.5mm 热增强型 24 引脚 VQFN 封装，具有可润湿侧翼引脚，便于在制造过程中进行光学检查。

特性

• 符合 AEC-Q100 标准，适用于汽车应用：
  • 器件温度等级 1：-40°C 至 +125°C 环境工作温度
• 功能安全
  • 提供有助于功能安全系统设计的文档
• 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
• 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
• 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
  • 带滞后的热关断保护

参数

方框图

1. 主要特性

• ‌汽车级应用‌：AEC-Q100认证，适用于-40°C至+125°C的环境温度。
• ‌超低IQ‌：关机模式下电流为2.3μA，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。
• ‌高精度输出‌：提供固定3.3V、5V、12V输出，或0.8V至55V的可调输出，精度为1%。
• ‌集成功能‌：集成有源EMI滤波器和双随机扩频（DRSS）技术，有效降低EMI。
• ‌高效能‌：最大结温为150°C，支持高达2.2MHz的开关频率。
• ‌保护功能‌：包括过流保护（hiccup模式）、使能（EN）和PGOOD功能、VCC、VDDA和栅极驱动欠压锁定（UVLO）保护、热关断保护等。

2. 应用领域

• 适用于汽车电子系统和其他需要宽输入电压范围和高效率电源转换的应用。

3. 功能描述

• ‌控制架构‌：采用峰值电流模式控制，易于环路补偿，具有快速的瞬态响应和优秀的负载及线路调节能力。
• ‌有源EMI滤波器‌：通过感应输入直流总线上的任何噪声或纹波电压，并注入一个反相消除信号来减少干扰。
• ‌ 双随机扩频（DRSS） ‌：结合低频三角波和高频随机调制，分别改善低频和高频段的EMI性能。

4. 封装与尺寸

• 采用3.5mm × 5.5mm的24引脚VQFN封装，带有湿侧引脚，便于制造过程中的光学检查。

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，详细说明了电路设计和元件选型。

6. 布局与接地设计

• 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，以减少寄生电感和EMI。
• 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。