LM5116系列 6-100V 宽 Vin、电流模式同步降压控制器数据手册

LM5116 是一款同步降压控制器，适用于采用高压或变化较大的输入电源供电的降压稳压器应用。该控制方法基于使用仿真电流斜坡的 current mode control。电流模式控制提供固有的线路前馈、逐周期电流限制和易于环路补偿。使用仿真控制斜坡可降低脉宽调制电路的噪声敏感性，从而能够可靠地控制高输入电压应用中所需的非常小的占空比。
*附件：LM5116 宽范围同步降压控制器数据表.pdf

工作频率可在 50 kHz 至 1 MHz 范围内编程。LM5116 具有自适应死区时间控制功能，可驱动外部高侧和低侧 NMOS 电源开关。用户可选的二极管仿真模式支持不连续模式作，以提高轻负载条件下的效率。低静态电流关断会禁用控制器，并消耗不到 10 μA 的总输入电流。

其他功能包括高压偏置稳压器、自动切换到外部偏置以提高效率、热关断、频率同步、逐周期电流限制和可调线路欠压锁定。该器件采用功率增强型 HTSSOP-20 封装，具有外露芯片安装焊盘，有助于散热。

特性

• 提供新的、类似的产品：
  • LM5148 具有超低 IQ 和 DRSS 的 80V 同步降压控制器
  • LM5149 具有超低 IQ 和 AEF 的 80V 同步降压控制器
• 仿真峰值电流模式
• 高达 100 V 的宽工作范围
• 低 I Q 关断 （< 10 μA）
• 驱动标准或逻辑电平 MOSFET
• 稳健的 3.5A 峰值栅极驱动
• 自由运行或同步运行，最高可达 1 MHz
• 可选的二极管仿真模式
• 1.215 V 至 80 V 的可编程输出
• 精密 1.5% 电压基准
• 可编程电流限制
• 可编程软启动
• 可编程线路欠压锁定
• 自动切换到外部偏置电源
• HTSSOP-20 外露焊盘
• 热关断

参数

方框图

1. 产品概述

• ‌产品名称‌：LM5116 宽范围同步降压控制器
• ‌类型‌：同步降压控制器
• ‌特点‌：适用于高电压或宽范围输入供电的降压应用，具有宽工作范围（高达100V）、低静态电流关断、可编程输出等功能。

2. 主要特性

• ‌宽工作范围‌：输入电压高达100V
• ‌低静态电流关断‌：小于10µA
• ‌可编程输出‌：输出电压范围1.215V至80V
• ‌精确电压参考‌：1.5%精度
• ‌可编程电流限制‌
• ‌可编程软启动‌
• ‌热关断保护‌
• ‌同步或自由运行模式‌
• ‌可选二极管仿真模式‌

3. 引脚功能

• ‌VIN‌：输入电压
• ‌VCC‌：芯片供电电压
• ‌VCCX‌：可选外部VCC供电
• ‌HB‌：高侧驱动器供电
• ‌HO‌：高侧MOSFET栅极驱动输出
• ‌LO‌：低侧MOSFET栅极驱动输出
• ‌PGND‌：功率地
• ‌AGND‌：模拟地
• ‌COMP‌：误差放大器输出
• ‌FB‌：反馈输入
• ‌CS‌：电流感应输入
• ‌CSG‌：电流感应地
• ‌DEMB‌：低侧MOSFET源极电压监测
• ‌EN‌：使能输入
• ‌UVLO‌：欠压锁定输入
• ‌SS‌：软启动输入
• ‌RAMP‌：斜坡控制信号输入
• ‌RT/SYNC‌：振荡器定时电阻/同步输入

4. 电气特性

• ‌工作频率‌：可编程，50kHz至1MHz
• ‌VCC工作电流‌：VCCX=0V时，VIN=48V时57mA，VIN=100V时5.98mA
• ‌软启动电流源‌：8µA至14µA
• ‌误差放大器‌：DC增益80dB，单位增益带宽3MHz
• ‌电流限制阈值‌：可编程，CSG-CS=0V时94mV至126mV

5. 功能描述

• ‌电流模式控制‌：使用模拟电流斜坡，减少噪声敏感性
• ‌自适应死区时间控制‌：确保高低侧MOSFET不会同时导通
• ‌软启动功能‌：逐渐增加输出电压，减少启动应力
• ‌二极管仿真模式‌：在轻载条件下提高效率
• ‌热关断‌：防止芯片过热损坏
• ‌同步或自由运行‌：根据应用需求选择工作模式

6. 应用领域

• ‌汽车信息娱乐系统‌
• ‌工业DC-DC电机驱动器‌
• ‌汽车USB适配器‌
• ‌电信服务器‌

7. 设计指南

• ‌输入电容‌：选择合适的输入电容以限制VIN引脚的纹波电压
• ‌输出电感‌：根据负载电流和纹波电流要求选择合适的电感值
• ‌电流感应电阻‌：设置电流限制阈值
• ‌斜坡电容‌：根据电感值和电流感应放大器增益选择合适的电容值
• ‌软启动电容‌：设置软启动时间

8. 布局考虑

• ‌关键路径最小化‌：保持输入电容、MOSFET和电流感应电阻的路径最短
• ‌地平面处理‌：为PGND和AGND提供单独的地平面，减少噪声干扰
• ‌热管理‌：确保芯片和MOSFET有良好的散热路径