LM5140-Q1系列 宽输入电压、双通道 2.2MHz 低 Iq 同步降压控制器数据手册

LM5140-Q1 是一款双通道同步降压控制器，适用于宽电压 V在降压转换器应用。控制方法基于电流 模式控制。电流模式控制提供固有的线路前馈、逐周期电流 限制和更轻松的循环补偿。

LM5140-Q1 具有可调节的转换速率控制功能，可简化对 CISPR 的合规性 以及汽车 EMI 要求。LM5140-Q1 可在 2.2 的可选开关频率下运行 MHz 或 440 kHz，两个控制器通道切换 180°;异相。轻负载或空载 条件下，LM5140-Q1 在跳跃周期模式下运行，以提高低功耗效率。这 LM5140-Q1 包括一个可自动切换到外部偏置的高压偏置稳压器 电源以提高效率并降低输入电流。其他功能包括频率 同步、逐周期电流限制、打嗝模式故障保护，实现持续 过载、独立的电源良好输出和独立的使能输入。
*附件：LM5140-Q1 宽输入范围双通道同步降压控制器数据表.pdf

特性

• 适用于汽车应用
• AEC-Q100 测试指南，包括
  • 器件温度等级 1：–40°;C 至 +125°;C 环境工作温度
  • 器件 HBM ESD 分类 2 级
  • 器件 CDM ESD 分类等级 C4B
• 输入工作范围为 3.8 V 至 65 V（绝对最大值 70 V）
• 两个交错式降压控制器，具有：
  • VOUT1 固定 3.3 V、5 V 或 1.5 V 至 15 V 可调，精度 ±1%
  • VOUT2 固定 5 V、8 V 或 1.5 V 至 15 V 可调，精度 ±1%
• 固定 2.2MHz 或 440kHz 开关频率，精度 ±7%
• 可选地同步到外部时钟
• 用于其他转换器的 SYNC 输出时钟
• 关断模式电流：9 μA （典型值）
• 空载待机电流：35 μA（典型值）（单通道运行）
• 电流限制阈值可编程为 50 mV 或 75 mV，精度 ±10%
• 用于 VOUT1 和 VOUT2 的独立使能输入
• 用于持续过载的打嗝模式保护
• 独立的电源良好输出
• 具有可调转换速率控制的高侧和低侧栅极驱动器
• 轻负载时可选择二极管仿真或连续导通
• 具有可湿性侧面的 40 引脚 VQFN 封装

参数

方框图

1. 产品概述

• ‌型号‌：LM5140-Q1
• ‌类型‌：宽输入范围双通道同步降压控制器
• ‌封装‌：40-Pin VQFN
• ‌应用‌：适用于汽车电子、信息娱乐系统、仪表板及高级驾驶辅助系统（ADAS）

2. 关键特性

• ‌宽输入范围‌：3.8V至65V（绝对最大值为70V）
• ‌双通道输出‌：VOUT1可固定为3.3V、5V或可调至1.5V至15V；VOUT2可固定为5V、8V或可调至1.5V至15V
• ‌固定开关频率‌：2.2MHz或440kHz，精度±7%
• ‌同步整流‌：高效同步整流，减少损耗
• ‌保护功能‌：包括过流保护、热关断、欠压锁定等
• ‌独立使能输入‌：支持VOUT1和VOUT2的独立控制

3. 性能参数

• ‌待机电流‌：35μA（典型值，单通道工作）
• ‌关断模式电流‌：9μA（典型值）
• ‌电流限制阈值‌：可编程至50mV或75mV，精度±10%
• ‌热阻‌：RθJA = 34.8°C/W

4. 功能描述

• ‌高压启动调节器‌：内部集成高压VCC偏置调节器，支持高达65V的输入电压
• ‌软启动‌：通过外部电容实现软启动，减少启动应力
• ‌功率良好输出‌：提供独立的功率良好信号输出，用于监控输出电压
• ‌频率同步‌：支持外部时钟同步，便于多相并联应用
• ‌斜率补偿‌：内部集成斜率补偿，确保稳定性

5. 应用领域

• ‌汽车电子‌：适用于各种汽车电子系统，如信息娱乐、仪表板等
• ‌工业控制‌：需要宽输入范围和高效率电源的应用
• ‌通信设备‌：为通信设备提供稳定的双路输出电压

6. 典型应用

• ‌设计示例‌：提供了详细的设计步骤和元件选型指南，包括电感、输出电容、输入滤波电容等的选择
• ‌效率优化‌：通过合理的元件选择和参数设置，实现高效率的电源转换

7. 设计指南

• ‌电感计算‌：提供了基于输出电流和开关频率的电感计算方法
• ‌输出电容选择‌：根据负载瞬态响应要求和输出电压纹波选择输出电容
• ‌输入滤波‌：建议使用高质量输入电容以限制输入电压纹波

8. 布局指南

• ‌最小化环路面积‌：包括功率地、开关节点、反馈环路等
• ‌关键元件放置‌：将控制器IC、MOSFET、电感等关键元件靠近放置，以减少寄生电感
• ‌滤波电容放置‌：将滤波电容靠近相应引脚放置，以减小噪声干扰