LM5163H-Q1 具有超低 IQ 的汽车类 6V-100V 输入、0.5A 同步高温降压直流/直流转换器数据手册

此外，ADAS（摄像头模块）和动力总成中的耗电系统通常需要在小型外壳中实现高输出功率。这些要求推动了 DC-DC 转换器在高环境温度下工作的需求，从而导致结温超过 150°C。 LM5163H-Q1 同步降压转换器设计用于在高达 165°C 的高压结温下工作，以实现支持高环境温度和输出功率规格的高密度解决方案。LM5163H-Q1 可在较宽的输入电压范围内工作，最大限度地减少了对外部浪涌抑制元件的需求。
*附件：lm5163h-q1.pdf

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。LM5163H-Q1 可在低至 6V 的输入电压骤降期间运行，如果需要，可以接近 100% 的占空比运行，使其成为高性能 48V 电池汽车应用和 MHEV/EV 系统的绝佳选择。

LM5163H-Q1 符合比汽车 AEC-Q100 1 级要求的更高温度曲线的要求，并采用 8 引脚 SO PowerPAD™ 集成电路封装。该器件的 1.27mm 引脚间距为高压应用提供了足够的间距。

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
• 专为可靠和坚固的应用而设计
  • 6 V 至 100 V 的宽输入电压范围
  • 结温范围：–40°C 至 +165°C
  • 确保 165°C 的热关断
  • 峰值和谷值限流保护
  • 输入 UVLO 和固定 3ms 软启动
• 针对超低 EMI 要求进行了优化
  • 符合 CISPR 25 5 类标准
• 适用于可扩展的汽车电源
  • 最小导通和关断时间低，为 50 ns
  • 可调开关频率高达 1 MHz
  • 二极管仿真可实现高轻负载效率
  • 10.5μA 空载输入静态电流
  • 3μA 关断静态电流
• 集成可减小解决方案尺寸和成本
  • COT 模式控制架构
  • 集成 0.725-Ω NFET 降压开关
  • 集成的 0.34 Ω NFET 同步整流器无需外部肖特基二极管
  • 1.2V 内部电压基准
  • 无环路补偿元件
  • 内部 VCC 偏置稳压器和引导二极管

参数

方框图

1. 产品概述

• ‌类型‌：100V，0.5A，10.5µA IQ 汽车级降压转换器
• ‌特点‌：AEC-Q100认证，适用于汽车应用，高结温（165°C），低EMI
• ‌应用‌：48V轻度混合动力ECU偏置电源、HEV/EV DC/DC转换器、高温ADAS应用

2. 主要特性

• ‌宽输入电压范围‌：6V至100V
• ‌高结温范围‌：–40°C至+165°C
• ‌低输入静态电流‌：10.5µA（无负载），3µA（关断）
• ‌保护功能‌：热关断、峰值和谷值电流限制、输入欠压锁定（UVLO）、固定3ms软启动
• ‌优化EMI性能‌：符合CISPR 25 Class 5标准
• ‌高效率‌：二极管仿真模式提高轻载效率
• ‌集成度高‌：集成0.725Ω NFET降压开关、0.34Ω NFET同步整流器、1.2V内部电压参考等

3. 引脚配置与功能

• ‌关键引脚‌：VIN（输入电压）、EN/UVLO（使能/欠压锁定）、SW（开关节点）、BST（自举电容）、PGOOD（电源良好指示）、GND（地）等
• ‌功能描述‌：详细说明了每个引脚的输入输出类型及其功能

4. 电气特性

• ‌绝对最大额定值‌：包括输入电压、开关节点电压、使能电压等
• ‌热信息‌：提供了各种热阻参数，如RθJA、RθJC等
• ‌电气特性‌：包括低侧MOSFET导通电阻、峰值和谷值电流限制阈值、热关断阈值等

5. 应用与实现

• ‌典型应用‌：提供了12V，0.5A COT转换器的典型应用电路图
• ‌设计步骤‌：包括使用WEBENCH® Power Designer进行自定义设计、选择开关频率、电感、输出电容等组件的详细步骤
• ‌电源推荐‌：强调了输入电源的特性要求，以及输入电容的选择和布局建议

6. 布局指南

• ‌关键布局原则‌：包括最小化高di/dt环路面积、使用多层PCB、使用接地屏蔽层、将关键组件放置在靠近IC的位置等
• ‌布局示例‌：提供了单面PCB布局示例

7. 文档与支持

• ‌相关文档‌：提供了相关应用报告、白皮书、用户指南等文档的链接
• ‌支持资源‌：提到了TI E2E™支持论坛，供工程师获取快速的设计帮助

8. 封装与订购信息

• ‌封装类型‌：8引脚SO PowerPAD™集成电路封装
• ‌封装尺寸‌：4.89mm x 3.90mm
• ‌可订购部件号‌：提供了可订购部件号及其状态信息

LM5163H-Q1是一款专为汽车应用设计的高性能降压转换器，具有宽输入电压范围、高结温、低EMI和高效率等特点。其高度集成的设计和丰富的保护功能使其适用于各种汽车电源应用，如48V轻度混合动力ECU偏置电源和HEV/EV DC/DC转换器等。