LM5161-Q1系列 宽输入 4.5V 至 100V、1A 同步降压/Fly-Buck 转换器数据手册

LM5161-Q1 是一款具有集成高侧和低侧 MOSFET 的 100V、1A 同步降压转换器。恒定导通时间控制方案不需要环路补偿，并支持高降压比和快速瞬态响应。一个内部反馈放大器在整个工作温度范围内保持 ±1% 的输出电压调节。导通时间与输入电压成反比，导致开关频率几乎恒定。峰值和谷值电流限制电路可防止过载情况。欠压锁定 （EN/UVLO） 电路提供独立可调的输入欠压阈值和迟滞。LM5161-Q1 中的 FPWM 输入引脚可在所有负载水平下选择强制连续导通模式 （CCM），或在轻负载或无负载条件下选择断续导通模式 （DCM）。在强制 CCM 模式下运行时，LM5161-Q1 支持多路输出和隔离式 Fly-Buck 应用。当针对 DCM作进行编程时，LM5161-Q1 可提供严格调节的降压输出，而无需任何额外的外部反馈纹波注入电路。
*附件：lm5161-q1.pdf

特性

• 适用于汽车应用
• 符合 AEC-Q100 标准，结果如下：
  • 器件温度等级 1：-40°C 至 125°C 环境工作温度范围
  • 器件 HBM ESD 分类 2 级
  • 器件 CDM ESD 分类等级 C5
• 4.5V 至 100V 宽输入电压范围
• 集成高侧和低侧开关
  • 无需肖特基二极管
• 1A 最大负载电流
• 恒定导通时间控制
  • 无外部环路补偿
  • 快速瞬态响应
• 轻负载时的可选 DCM 降压作
• CCM 选件支持多输出 Fly-Buck™
• 无需外部纹波电路（FPWM = 0 时）
• 几乎恒定的开关频率
• 频率可调高达 1 MHz
• 可编程软启动时间
• Prebias 启动
• 峰值电流限制保护
• 可调输入 UVLO 和迟滞
• ±1% 反馈电压基准
• 热关断保护

参数

方框图

1. 产品概述

LM5161-Q1是一款专为汽车应用设计的宽输入电压范围（4.5V至100V）的1A同步降压/Fly-Buck™转换器，通过AEC-Q100认证，适用于-40°C至125°C的环境温度范围。

2. 关键特性

• ‌汽车级认证‌：通过AEC-Q100认证，适用于汽车电子领域。
• ‌宽输入电压范围‌：4.5V至100V，满足多种汽车电源电压需求。
• ‌集成高侧和低侧开关‌：简化电路设计，无需外部肖特基二极管。
• ‌恒定导通时间控制‌：无需外部环路补偿，实现快速瞬态响应。
• ‌可选DCM和CCM操作‌：根据负载情况选择断续导通模式（DCM）或连续导通模式（CCM），并支持多输出Fly-Buck应用。
• ‌全面保护功能‌：包括输入欠压锁定（UVLO）、热关断、电流限制等，确保器件可靠运行。

3. 应用领域

• 工业可编程逻辑控制器
• IGBT门极驱动偏置电源
• 电信DC/DC初级和次级侧偏置
• 电能表电力线通信
• 低功率（<12W）隔离DC/DC（Fly-Buck）
• 汽车电子

4. 功能描述

• ‌恒定导通时间控制‌：通过内部比较器和单稳态电路实现，导通时间随输入电压变化，保持近似恒定的开关频率。
• ‌DCM和CCM模式选择‌：通过FPWM引脚选择，DCM模式适用于轻载情况，CCM模式支持多输出和Fly-Buck应用。
• ‌软启动功能‌：通过SS引脚连接软启动电容，实现可控的输出电压启动过程，减少启动应力。
• ‌热关断保护‌：当结温超过设定阈值时，自动关断输出，防止器件过热损坏。
• ‌电流限制‌：包括峰值电流限制和负电流限制，保护器件免受过载和短路损害。

5. 电气特性

• ‌最大负载电流‌：1A
• ‌输入电压范围‌：4.5V至100V
• ‌开关频率‌：最高可达1MHz（可调）
• ‌软启动时间‌：可编程
• ‌热关断阈值‌：约175°C

6. 封装和尺寸

• ‌封装类型‌：HTSSOP-14（带裸露焊盘）
• ‌封装尺寸‌：4.40mm × 5.00mm

7. 典型应用电路

• 提供了同步降压和Fly-Buck两种典型应用电路图，包括详细的元件选择和设计步骤。
• 降压应用：输入电压范围15V至95V，输出电压12V，最大负载电流1A。
• Fly-Buck应用：输入电压范围36V至72V，隔离输出电压12V，输出功率10W。

8. 布局和设计指南

• ‌布局指南‌：强调关键元件（如输入电容、输出电容、电感等）的布局对电路性能的影响，建议采用紧凑且低干扰的布局方式。
• ‌设计考虑‌：包括输入电容、输出电容、电感、软启动电容、VCC和自举电容的选择，以及FPWM引脚和EN/UVLO引脚的使用说明。