LMR516xx系列宽输入电压同步降压转换器技术解析

描述

Texas Instruments LMR516xx/LMR516xx-Q1 SIMPLE SWITCHER® 电源转换器是宽VIN、易于使用的同步降压转换器,能够驱动高达0.6A和1A负载电流。该设备具有4V至65V的宽输入范围,设计用于各种工业应用,对非稳压电源进行功率调节。LMR516xx/LMR516xx-Q1在400kHz和1.1MHz开关频率下工作,支持相对较小的电感器,从而优化设计尺寸。LMR516xx/LMR516xx-Q1采用PFM版本在轻负载时实现高效率,采用FPWM版本在整个负载范围内实现恒定频率和小输出电压纹波。内部设有软启动和补偿电路,因此该设备仅需极少外部组件即可使用。

数据手册:

*附件:LMR516xx数据表.pdf

*附件:LMR516xx-Q1数据表.pdf

Texas Instruments LMR516xx/LMR516xx-Q1具有内置保护特性,例如逐周期限流、断续模式短路保护以及功耗过高时热关断。LMR516xx-Q1器件符合汽车应用类AEC-Q100认证。

特性

  • 支持功能安全
    • 来辅助功能安全系统设计的文档
  • 配置用于严苛的工业应用
    • 输入电压范围:4V至65V
    • 输入瞬态保护高达70V
    • 连续输出电流:0.6A/1A
    • 最短导通时间:80 ns
    • 固定开关频率:400kHz和1.1MHz
    • 结温范围:-40°C至150°C
    • 最大工作周期:98%
    • 单调启动,带预偏置输出
    • 具有断续模式的输出短路保护
    • 精密使能
    • 参考电压容差:±1.5%
  • 设计小巧,易于使用
    • 集成式同步整流
    • 内部补偿,便于使用
    • SOT-23封装

功能框图

电源转换器

LMR516xx系列宽输入电压同步降压转换器技术解析

1. 产品概述

LMR516xx是德州仪器(TI)推出的高可靠性同步降压DC-DC转换器系列,包含LMR51606(0.6A)和LMR51610(1A)两个版本,具有以下核心特性:

  • 宽输入电压范围‌:4V至65V,支持工业级瞬态保护(最高70V)
  • 高集成度设计‌:集成同步整流MOSFET和内部补偿电路
  • 双频率选项‌:400kHz和1.1MHz固定开关频率版本
  • 工作模式可选‌:提供PFM(脉冲频率调制)和FPWM(强制PWM)两种版本
  • 工业级可靠性‌:-40°C至+150°C结温范围,符合功能安全标准

2. 关键技术创新

2.1 高效功率转换架构

  • 峰值电流模式控制‌:提供快速瞬态响应和环路稳定性
  • 自适应频率折返‌:在低压差条件下自动降低开关频率以维持调节
  • 轻载优化技术‌:
    • PFM版本:轻载时进入DCM模式,效率可达90%以上(5V输出@1mA负载)
    • FPWM版本:全负载范围CCM模式,输出纹波<10mV

2.2 保护与监控功能

  • 多重保护机制‌:
    • 逐周期电流限制(HS峰值1.6A/LMR51610)
    • 打嗝模式短路保护(256个周期触发)
    • 165°C热关断(20°C迟滞)
  • 精密使能控制‌:
    • 1.227V典型开启阈值
    • 支持电阻分压网络实现可调UVLO

2.3 简化设计特性

  • 内部补偿网络‌:无需外部补偿元件
  • 固定2.3ms软启动‌:避免输入浪涌电流
  • SOT-23-6封装‌:2.9mm×2.8mm紧凑尺寸

3.选型指南

选型指南**‌

型号输出电流频率工作模式典型应用场景
LMR51610XDBVR1A400kHzPFM高轻载效率需求
LMR51610XFDBVR1A400kHzFPWM低纹波精密系统
LMR51610YDBVR1A1.1MHzPFM小体积设计
LMR51606YFDBVR0.6A1.1MHzFPWM高频噪声敏感环境

4. 性能对比

电气特性对比‌:

参数LMR51610LMR51606
峰值电流限制1.6A1.1A
静态电流(VIN=24V)420μA320μA
RDS(ON)_HS0.7Ω1.1Ω
RDS(ON)_LS0.36Ω0.55Ω
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