LM5013 非同步降壓轉(zhuǎn)換器設(shè)計用于在寬輸入電壓范圍內(nèi)進(jìn)行調(diào)節(jié)，從而最大限度地減少對外部浪涌抑制元件的需求。50 ns 的最小可控導(dǎo)通時間有助于實現(xiàn)較大的降壓轉(zhuǎn)換比，從而實現(xiàn)從 48 V 標(biāo)稱輸入到低壓軌的直接降壓，從而降低系統(tǒng)復(fù)雜性和解決方案成本。LM5013 可在低至 6V 的輸入電壓驟降期間運行，并在需要時以接近 100% 的占空比運行，使其成為高性能工業(yè)應(yīng)用的絕佳選擇。
*附件：lm5013.pdf

LM5013 采用集成的高壓側(cè)功率 MOSFET，可提供高達(dá) 3.5A 的輸出電流。恒定導(dǎo)通時間 （COT） 控制架構(gòu)提供幾乎恒定的開關(guān)頻率，并具有出色的負(fù)載和線路瞬態(tài)響應(yīng)。LM5013 的其他特性包括超低 IQ以及創(chuàng)新的峰值過流保護(hù)、集成 VCC 偏置電源和自舉二極管、精密使能和輸入 UVLO 以及具有自動恢復(fù)功能的熱關(guān)斷保護(hù)。漏極開路 PGOOD 指示器提供排序、故障報告和輸出電壓監(jiān)控。

LM5013 采用 8 引腳 SO PowerPAD? 集成電路封裝。該器件的 1.27mm 引腳間距為高壓應(yīng)用提供了足夠的間距。

特性

• 專為可靠和堅固的應(yīng)用而設(shè)計
  • 6 V 至 100 V 的寬輸入電壓范圍
  • –40°C 至 +125°C 結(jié)溫范圍
  • 固定 3.5ms 內(nèi)部軟啟動定時器
  • 峰值限流保護(hù)
  • 輸入 UVLO 和熱關(guān)斷保護(hù)
  • 功能安全
    • 提供有助于功能安全系統(tǒng)設(shè)計的文檔
• 針對超低 EMI 要求進(jìn)行了優(yōu)化
  • 符合 CISPR 25 5 類標(biāo)準(zhǔn)
• 適用于可擴(kuò)展的工業(yè)電源
  • 與 LM5163-Q1 和 LM5164-Q1（100V、0.5A 或 1A）以及 LM5013-Q1（100V、3.5A）引腳對引腳兼容
  • 50ns 的低最小導(dǎo)通時間和關(guān)斷時間
  • 10μA 空載休眠電流
  • 3.1μA 關(guān)斷靜態(tài)電流
• 集成可減小解決方案尺寸和成本
  • COT 模式控制架構(gòu)
  • 集成 100V 0.25 Ω 高壓側(cè)功率 MOSFET
  • 1.2V 內(nèi)部電壓基準(zhǔn)
  • 無環(huán)路補(bǔ)償元件
  • 內(nèi)部 VCC 偏置穩(wěn)壓器和引導(dǎo)二極管

參數(shù)

方框圖

1. 產(chǎn)品概述

LM5013 是一款非同步降壓 DC/DC 轉(zhuǎn)換器，專為高電壓輸入應(yīng)用設(shè)計，支持高達(dá) 100V 的輸入電壓范圍，提供 3.5A 的連續(xù)輸出電流。該轉(zhuǎn)換器采用 COT（恒定導(dǎo)通時間）控制架構(gòu)，具有超低靜態(tài)電流和高效的電源轉(zhuǎn)換能力，適用于工業(yè)電源、混合動力和電動系統(tǒng)、逆變器及電機(jī)控制等領(lǐng)域。

2. 關(guān)鍵特性

• ?寬輸入電壓范圍?：支持 6V 至 100V 的輸入電壓，適用于多種高電壓應(yīng)用場景。
• ?高效率?：采用 COT 控制架構(gòu)，實現(xiàn)高效電源轉(zhuǎn)換，降低能耗。
• ?超低靜態(tài)電流?：10μA 的無負(fù)載睡眠電流和 3.1μA 的關(guān)斷靜態(tài)電流，有助于延長電池壽命。
• ?高可靠性?：具備過流保護(hù)、欠壓鎖定、熱關(guān)斷保護(hù)等功能，確保設(shè)備安全穩(wěn)定運行。
• ?功能安全支持?：提供文檔支持，幫助用戶設(shè)計符合功能安全要求的系統(tǒng)。
• ?EMI 優(yōu)化?：滿足 CISPR 25 class 5 標(biāo)準(zhǔn)，降低電磁干擾。

3. 應(yīng)用領(lǐng)域

• ?工業(yè)電源?：為各種工業(yè)設(shè)備提供穩(wěn)定可靠的電源供應(yīng)。
• ?混合動力和電動系統(tǒng)?：在電動車、混合動力車等系統(tǒng)中，為電池管理系統(tǒng)、電機(jī)控制器等提供電源。
• ?逆變器及電機(jī)控制?：在電力電子轉(zhuǎn)換系統(tǒng)中，為逆變器、電機(jī)驅(qū)動器等提供高效電源。

4. 功能描述

• ?COT 控制架構(gòu)?：通過固定導(dǎo)通時間控制開關(guān)頻率，實現(xiàn)快速負(fù)載瞬態(tài)響應(yīng)。
• ?內(nèi)部集成?：集成 100V 0.25Ω 高側(cè)功率 MOSFET、1.2V 內(nèi)部電壓參考、VCC 偏置調(diào)節(jié)器和自舉二極管，簡化外部電路設(shè)計。
• ?精確使能輸入?：EN/UVLO 引腳支持精確使能控制和欠壓鎖定功能，確保設(shè)備在輸入電壓不足時安全關(guān)斷。
• ?電源良好指示?：PGOOD 引腳提供電源良好信號，用于系統(tǒng)啟動和故障檢測。
• ?熱保護(hù)?：內(nèi)置熱關(guān)斷保護(hù)功能，防止設(shè)備過熱損壞。

5. 設(shè)計指南

• ?外部組件選擇?：根據(jù)輸出電壓、電流和紋波要求選擇合適的電感、電容和肖特基二極管。
• ?布局布線?：遵循 TI 提供的布局布線指南，特別注意輸入電容、輸出電容和電感器的位置，以最小化寄生電感和電阻。
• ?散熱設(shè)計?：確保足夠的散熱措施，如使用散熱片或風(fēng)扇，以維持結(jié)溫在允許范圍內(nèi)（最高可達(dá) 150°C）。

6. 文檔與資源

• 提供了詳細(xì)的數(shù)據(jù)手冊，包括電氣特性、功能描述、應(yīng)用實現(xiàn)方法和布局布線建議。
• 用戶可以通過 TI 的 WEBENCH Power Designer 工具進(jìn)行定制設(shè)計，簡化設(shè)計流程并提高設(shè)計效率。
• TI E2E 支持論壇提供快速的設(shè)計幫助和驗證答案，方便用戶解決設(shè)計過程中的問題。

7. 注意事項

• 在設(shè)計過程中，請確保遵守所有數(shù)據(jù)手冊中的絕對最大額定值和推薦工作條件。
• 在進(jìn)行布局布線時，請?zhí)貏e注意電源和地平面的完整性，以及關(guān)鍵信號路徑的短距離布線，以避免干擾和誤差。
• 在實際應(yīng)用中，請根據(jù)具體需求選擇合適的封裝和型號，并進(jìn)行充分的驗證和測試。