LM5166 具有超低 Iq 的 3V-65V 输入、500mA 同步降压转换器数据手册

LM5166 是一款紧凑、易于使用的 3V 至 65V 超低 IQ同步降压转换器，在宽输入电压和负载电流范围内具有高效率。借助集成的高压侧和低压侧功率 MOSFET，可在 3.3 V 或 5 V 的固定输出电压或可调输出下提供高达 500 mA 的输出电流。该转换器旨在简化实施，同时提供优化目标应用性能的选项。选择脉冲频率调制 （PFM） 模式可实现最佳轻负载效率，或选择恒定导通时间 （COT） 模式以实现几乎恒定的工作频率。两种控制方案都不需要环路补偿，同时提供出色的线路和负载瞬态响应以及较短的 PWM 导通时间，以实现较大的降压转换比。
*附件：lm5166.pdf

高侧 P 沟道 MOSFET 可在 100% 占空比下工作，以实现最低的压差电压，并且不需要自举电容器进行栅极驱动。此外，电流限制设定点是可调的，以优化电感器的选择，以满足特定的负载电流要求。可选和可调的启动时序选项包括最小延迟（无软启动）、内部固定 （900 μs） 和使用电容器的外部可编程软启动。漏极开路 PGOOD 指示器可用于排序、故障报告和输出电压监控。LM5166 采用 10 引脚 VSON 封装，引脚间距为 0.5mm。

特性

• 3 V 至 65 V 的宽输入电压范围
• 9.7μA 空载静态电流
• -40°C 至 150°C 结温范围
• 固定（3.3V、5V）或可调 V外选项
• 符合 EN55022 / CISPR 22 EMI 标准
• 集成 1-Ω PFET 降压开关
  • 支持 100% 占空比，实现低压差
• 集成 0.5-Ω NFET 同步整流器
  • 无需外部肖特基二极管
• 可编程峰值电流限制支持：
  • 500mA、300mA 或 200mA 负载
• 可选 PFM 或 COT 模式作
• 1.223V ±1.2% 内部电压基准
• 开关频率高达 600 kHz
• 900μs 内部或外部可调软启动
• 二极管仿真和脉冲跳跃，实现超高的轻负载效率
• 无环路补偿或自举元件
• 具有迟滞的精密使能和输入 UVLO
• 开漏电源良好指示器
• 带滞后的热关断保护
• 与 LM5165 引脚对引脚兼容
• 10 引脚、3mm × 3mm VSON 封装

参数

方框图

1. 产品概述

LM5166是一款宽输入电压范围（3V至65V）的同步降压转换器，能够提供高达500mA的输出电流。该转换器集成了高侧PMOS和低侧NMOS功率MOSFET，支持PFM（脉冲频率调制）和COT（恒定导通时间）两种工作模式，具有高效率、低静态电流和超小封装等特点，适用于工厂自动化、汽车电子、电池供电应用以及高压LDO替换等领域。

2. 主要特性

• ‌宽输入电压范围‌：3V至65V。
• ‌低静态电流‌：在关断模式下，静态电流仅为4μA；在无负载条件下，睡眠电流为9.7μA。
• ‌高效率‌：PFM模式在轻载条件下提供高效率，COT模式在重载条件下保持高效。
• ‌集成功率MOSFET‌：无需外部肖特基二极管，减少元件数量和成本。
• ‌可编程峰值电流限制‌：支持500mA、300mA或200mA负载电流。
• ‌多种保护功能‌：包括过流保护、热关断保护、输入欠压锁定等。
• ‌小封装‌：采用10引脚、3mm×3mm的VSON封装。

3. 功能描述

3.1 工作模式

• ‌PFM模式‌：在轻载条件下自动选择，以提高效率。输出电压在设定的上下阈值之间波动，通过脉冲频率调节来维持输出电压稳定。
• ‌COT模式‌：通过设定导通时间（RT引脚）来控制开关频率，适用于需要固定频率的应用。在重载条件下，COT模式能够保持高效率。

3.2 保护特性

• ‌过流保护‌：具有可编程的峰值电流限制功能，防止过载损坏。
• ‌热关断保护‌：当结温超过170°C时，自动关闭转换器以防止过热。
• ‌ 输入欠压锁定（UVLO） ‌：具有滞回特性的UVLO功能，确保输入电压在稳定范围内才启动转换器。

3.3 可编程特性

• ‌软启动‌：通过SS引脚实现可编程软启动功能，限制启动时的浪涌电流。
• ‌输出电压可调‌：LM5166提供固定输出电压（3.3V或5V）和可调输出电压版本，可调版本通过外部电阻分压器设置输出电压。
• ‌使能输入‌：具有精确的使能输入和UVLO功能，支持系统电源排序和故障报告。

4. 应用领域

• ‌工厂和建筑自动化‌：为各种自动化设备提供高效、可靠的电源解决方案。
• ‌汽车电子‌：适用于车载信息娱乐系统、电池管理系统等汽车电子应用。
• ‌电池供电应用‌：如便携式设备、无线传感器网络等，需要长电池寿命和高效率电源的应用。
• ‌高压LDO替换‌：在需要高效率、小封装和宽输入电压范围的场合，LM5166可以作为高压LDO的替换方案。

5. 设计指南

• ‌电感选择‌：根据输出电流和期望的纹波电流选择合适的电感值。
• ‌输出电容选择‌：考虑电容器的ESR和纹波电压要求，选择合适的输出电容。
• ‌布局考虑‌：遵循TI的布局指南，确保良好的热散逸和电磁兼容性。
• ‌补偿设计‌：在COT模式下，可能需要根据具体应用调整反馈回路的补偿网络。

6. 封装与订购信息

LM5166提供10引脚、3mm×3mm的VSON封装选项，具体封装尺寸、引脚配置和订购信息请参考TI官方数据手册。