LM5021系列 30V、1MHZ 电流模式 PWM 控制器数据手册

LM5021 离线脉宽调制 （PWM） 控制器包含所有 特性 需要实现高效的离线单端反激式和正激式电源转换器 使用电流模式控制。LM5021 的特性包括超低 （25μA） 启动电流、 这最大限度地减少了高压启动网络中的功率损耗。跳跃循环模式可降低功耗 用于节能应用的轻负载消耗（ENERGY STAR、® CECP 等）。 其他功能包括欠压锁定、逐周期电流限制、打嗝模式 过载保护、斜率补偿、软启动和振荡器同步功能。这 高性能 8 引脚 IC 的总传播延迟小于 100 ns，支持为 1MHz 使用单个 resistor 编程的振荡器。
*附件：LM5021 AC-DC 电流模式 PWM 控制器数据表.pdf

特性

• 超低启动电流（最大 25 μA）
• 电流模式控制
• Skip Cycle 模式可实现低待机功耗
• 单电阻可编程振荡器
• Synchronizable Oscillator
• 可调软启动
• 集成 0.7 A 峰值栅极驱动器
• 直接光耦合器接口
• 最大占空比限制（LM5021-1 为 80%
  或 LM5021-2 为 50%）
• 斜率补偿（仅限 LM5021-1）
• 具有滞后的欠压锁定 （UVLO）
• 逐周期过流保护
• 用于连续过载保护的打嗝模式
• 电流检测信号的前沿消隐
• 软件包：VSSOP-8 或 PDIP-8

参数

方框图

1. 产品概述

• ‌产品名称‌：LM5021 AC-DC 电流模式 PWM 控制器
• ‌制造商‌：Texas Instruments（TI）
• ‌主要特点‌：
  • 超低启动电流（最大25μA）
  • 电流模式控制
  • 轻载时的跳周期模式，降低待机功耗
  • 集成0.7A峰值栅极驱动器
  • 可编程振荡器
  • 软启动功能
  • 过流保护
  • 斜坡补偿（LM5021-1）
  • 欠压锁定（UVLO）
  • 最大占空比限制（LM5021-1为80%，LM5021-2为50%）

2. 应用领域

• DCM/CCM 反激式转换器
• 工业电源转换
• 智能电表和音频放大器的开关电源（SMPS）
• 建筑自动化和白色家电SMPS
• 隔离电信电源

3. 功能描述

3.1 PWM 比较器和斜坡补偿

• PWM 比较器将电流感应信号与来自COMP引脚的环路误差电压进行比较。
• 对于占空比大于50%的情况，通过向电流感应信号添加固定斜率的电压斜坡信号来避免次谐波振荡。LM5021-1 集成此功能，而LM5021-2则不支持。

3.2 电流限制和电流感应

• 提供逐周期过流保护功能，电流限制阈值设为500mV。
• 推荐在CS引脚附近使用RC滤波器以衰减来自功率FET栅极到源的噪声。

3.3 振荡器、关断和同步能力

• 通过连接在RT和GND引脚之间的单个外部电阻来设置振荡器频率。
• LM5021-2内部有一个分频器，将振荡器频率除以二，以产生精确的50%最大占空比限制。
• 控制器可以同步到外部时钟，外部时钟频率必须高于由RT电阻设置的自由运行振荡器频率。

3.4 栅极驱动器和最大占空比限制

• 提供源峰值电流为0.3A和沉峰值电流为0.7A的栅极驱动器。
• LM5021-1的最大输出占空比通常为80%，LM5021-2则精确等于50%。

3.5 软启动

• 软启动功能允许电源转换器逐渐达到初始稳态工作点，从而减少启动应力和电流浪涌。

3.6 打嗝模式过载电流限制

• 打嗝模式是一种在长时间过载条件下保护电源免受过热和损坏的方法。当输出故障被移除时，电源将自动重启。

3.7 跳周期操作

• 在轻载条件下，跳周期功能通过减少平均开关频率来降低开关损耗并提高效率。
• 跳周期模式可以通过在CS引脚上添加偏移电压来禁用。

4. 封装信息

• ‌封装类型‌：VSSOP-8或PDIP-8
• ‌封装尺寸‌：
  • VSSOP：3.00mm × 3.00mm
  • PDIP：9.81mm × 6.35mm

5. 推荐工作条件

• ‌输入电压范围‌：8V至30V
• ‌结温范围‌：-40°C至125°C

6. 电气特性

• ‌启动电流‌：18μA（典型值），25μA（最大值）
• ‌VCC调节输出电压‌：8.5V（典型值）
• ‌软启动时间‌：由SS引脚连接的电容器决定
• ‌输出驱动能力‌：源峰值电流0.3A，沉峰值电流0.7A

7. 布局指南

• 推荐使用地平面以最小化地电路上的电压降和由寄生电感引入的噪声。
• VIN和VCC引脚需要解耦电容器，并应尽可能靠近IC连接到GND。
• 定时设置组件（如RT引脚电阻、SS引脚电容器）应直接连接到地平面或通过自己的迹线直接返回到GND引脚。

8. 应用曲线和测试结果

• 提供了包括输入浪涌电流、输出电压、输出纹波、过载保护和转换效率在内的多个应用曲线和测试结果。