LM5168-Q1系列 具有 Fly-Buck™ 功能的汽车类 6V 至 120V 宽 VIN、300mA DC-DC 转换器数据手册

LM5169 -Q1 和 LM5168 -Q1 同步降压转换器可在宽输入电压范围内进行调节，从而最大限度地减少对外部浪涌抑制元件的需求。50 ns 的最小可控导通时间有助于实现较大的降压转换比，从而实现从 48 V 标称输入到低压轨的直接降压，从而降低系统复杂性和解决方案成本。LM516x -Q1 可在低至 6V 的输入电压骤降期间运行，并在需要时以接近 100% 的占空比运行，使其成为宽输入电源范围工业和高电池单元数电池组应用的绝佳选择。
*附件：lm5168-q1.pdf

LM5169 -Q1 具有集成的高侧和低侧功率 MOSFET，可提供高达 0.65A 的输出电流，LM5168 -Q1 可提供高达 0.3A 的输出电流。恒定导通时间 （COT） 控制架构提供几乎恒定的开关频率，并具有出色的负载和线路瞬态响应。LM516x -Q1 提供 FPWM 或自动模式版本。FPWM 模式在整个负载范围内提供强制 CCM作，支持隔离式 Fly-Buck 转换器应用。自动模式启用超低 IQ以及二极管仿真模式作，可实现高轻载效率。

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，环境温度范围
• 专为在恶劣应用中的可靠性而设计
  • 6 V 至 120 V 的宽输入电压范围
  • 结温范围：–40°C 至 +150°C
  • 固定 3ms 内部软启动定时器
  • 峰值和谷值限流保护
  • 输入 UVLO 和热关断保护
• 适用于可扩展的汽车 HEV/EV 电源
  • 50 ns 的低最小导通和关断时间
  • 可调开关频率高达 1 MHz
  • 二极管仿真可实现高轻负载效率
  • 具有低静态电流 （< 10 μA） 的自动模式
  • FPWM 用于 fly-buck 转换器功能
  • 3μA 关断静态电流
  • 与 LM5164-Q1、LM5163-Q1、LM5017、LM5013-Q1和 LM34927 引脚对引脚兼容
• 集成可减小解决方案尺寸和成本
  • COT 模式控制架构
  • 集成 1.9 Ω NFET 降压开关
  • 集成 0.71-Ω NFET 同步整流器
  • 1.2V 内部电压基准
  • 无环路补偿元件
  • 内部 V抄送偏置稳压器和引导二极管
  • 漏极开路电源良好指示器
  • SOIC PowerPAD™ 集成电路封装

参数

方框图

1. 产品概述

LM5168-Q1是一款0.3A/120V的同步降压转换器，专为汽车应用设计，具备Fly-Buck™转换器能力。该器件通过AEC-Q100认证，适用于严苛环境，如宽输入电压范围和宽温度范围应用。

2. 主要特性

2.1 宽输入电压与温度范围

• ‌输入电压范围‌：6V至120V。
• ‌工作温度范围‌：-40°C至+150°C。

2.2 高效能与可靠性

• ‌恒定导通时间（COT）控制‌：提供快速负载瞬态响应。
• ‌峰值和谷值电流限制‌：防止过流损坏。
• ‌输入欠压锁定（UVLO）和热关断‌：增强系统可靠性。

2.3 集成度高与小型封装

• ‌集成高侧和低侧功率MOSFET‌：减少外部元件数量。
• ‌8引脚SO PowerPAD™封装‌：节省PCB空间，提高热性能。

2.4 可调开关频率与模式

• ‌可调开关频率‌：最高可达1MHz，支持EMI优化。
• ‌FPWM模式‌：支持Fly-Buck™转换器应用。
• ‌自动模式‌：轻载时提高效率。

3. 应用领域

• ‌通信设备‌：如砖式电源模块。
• ‌工业电池组‌：高串联电池组应用。
• ‌ 电动车（EV）/混合动力车（HEV） ‌：电池管理系统。

4. 功能描述

4.1 控制架构

• ‌COT控制‌：通过外部电阻设置固定导通时间，实现近似恒定的开关频率。
• ‌内部软启动‌：3ms固定软启动时间，减少启动应力。

4.2 保护功能

• ‌过流保护‌：包括峰值电流限制和谷值电流限制。
• ‌热关断‌：结温超过175°C时自动关断，具有自动恢复功能。

4.3 同步整流与二极管仿真

• ‌集成同步整流器‌：提高效率，减少损耗。
• ‌二极管仿真模式‌：轻载时提高效率。

5. 典型应用

5.1 Fly-Buck™转换器应用

• ‌双输出‌：主输出和辅助输出，适用于需要隔离输出的应用。
• ‌耦合电感器‌：实现电压转换和隔离。

5.2 降压转换器应用

• ‌单输出‌：适用于标准降压转换需求。
• ‌高效率‌：特别是在轻载和宽输入电压范围下。

6. 设计指南

6.1 元件选择与计算

• ‌电感‌：根据负载电流和开关频率选择合适的电感值。
• ‌输出电容‌：使用低ESR陶瓷电容，根据纹波要求计算电容值。
• ‌反馈电阻‌：设置输出电压，考虑电压精度和稳定性。

6.2 布局与散热

• ‌布局‌：最小化高dv/dt节点的环路面积，减少EMI。
• ‌散热‌：利用SO PowerPAD™封装进行热传导，考虑PCB铜层和热过孔设计。

7. 文档与支持

Texas Instruments提供了详细的数据手册、应用笔记、参考设计和支持资源，以帮助用户成功设计和实现基于LM5168-Q1的电源解决方案。