Texas Instruments LM5152x-Q1低IQ 同步升壓控制器是一款采用峰值電流模式控制的寬輸入范圍同步升壓控制器。該設(shè)備具有低關(guān)機(jī)IQ 和低IQ 的睡眠模式，可在無(wú)負(fù)載和輕負(fù)載條件下最大限度地減少電池?fù)p耗。該器件還支持帶旁路操作的超低IQ 深度睡眠模式，當(dāng)電源電壓超過(guò)升壓輸出調(diào)節(jié)目標(biāo)時(shí)，無(wú)需外部旁路開(kāi)關(guān)。輸出電壓可通過(guò)跟蹤功能動(dòng)態(tài)編程。

數(shù)據(jù)手冊(cè)：*附件：Texas Instruments LM5152x-Q1低IQ同步升壓控制器數(shù)據(jù)手冊(cè).pdf

該器件的寬輸入范圍支持汽車(chē)?yán)鋯?dòng)和負(fù)載突降。當(dāng)BIAS等于或大于3.8V時(shí)，最小輸入電壓可低至0.8V。開(kāi)關(guān)頻率可通過(guò)外部電阻器動(dòng)態(tài)編程，范圍為100kHz至2.2MHz 。開(kāi)關(guān)在2.2MHz，最大限度地降低AM頻段干擾，實(shí)現(xiàn)小解決方案尺寸和快速瞬態(tài)響應(yīng)。與轉(zhuǎn)換器架構(gòu)相比，控制器架構(gòu)簡(jiǎn)化了惡劣環(huán)境溫度條件下的熱管理。

Texas Instruments LM5152x-Q1具有內(nèi)置保護(hù)功能，例如峰值電流限制（通過(guò)VIN保持恒定）、過(guò)壓保護(hù)和熱關(guān)斷。外部時(shí)鐘同步、可編程擴(kuò)頻調(diào)制以及具有最小寄生效應(yīng)的無(wú)引線封裝幫助降低EMI和避免串?dāng)_。其他特性包括線路UVLO、FPWM、二極管仿真、DCR電感器電流檢測(cè)、可編程軟啟動(dòng)和升壓狀態(tài)指示器。

特性

• 符合汽車(chē)應(yīng)用類(lèi)AEC-Q100標(biāo)準(zhǔn)
  • 溫度等級(jí)1（-40°C至+125°C，TA）
• 支持功能安全
  • 來(lái)輔助功能安全系統(tǒng)設(shè)計(jì)的文檔
• 適合用于各種汽車(chē)電池供電應(yīng)用
  • 輸入工作范圍：3.8V至42V
  • 動(dòng)態(tài)可編程VOUT 范圍：5V到20V（保護(hù)范圍高達(dá)57V）
  • 最低升壓輸入：0.8 V（偏置≥3.8 V時(shí)）
  • 當(dāng)VSUPPLY > VLOAD 時(shí)旁路運(yùn)行（僅限LM5152，請(qǐng)參見(jiàn)器件對(duì)照表）
• 最大程度減少電池消耗
  • 關(guān)斷電流：≤ 3μA
  • 自動(dòng)模式轉(zhuǎn)換
  • 深度休眠電池消耗≤ 11μA（旁路操作，電荷泵關(guān)閉）
  • 深度睡眠時(shí)的電池耗電量 ≤ 33μA（旁路運(yùn)行，充電泵開(kāi)啟）
  • 睡眠狀態(tài)下的BIAS IQ ≤ 13μA（跳轉(zhuǎn)模式）
  • 強(qiáng)大的5 V MOSFET驅(qū)動(dòng)器
• 解決方案尺寸小，成本低
  • 最大開(kāi)關(guān)頻率：2.2MHz
  • 內(nèi)部啟動(dòng)二極管
  • VIN 上的恒定峰值電流限制
  • 支持DCR電感器電流檢測(cè)
  • QFN-20，帶可濕性側(cè)翼
• 避免AM頻段干擾和串?dāng)_
  • 可選時(shí)鐘同步
  • 開(kāi)關(guān)頻率：100kHz至2.2MHz
  • 可選開(kāi)關(guān)模式（FPWM、二極管仿真、跳躍模式）
• EMI抑制
  • 可選可編程擴(kuò)頻
  • 無(wú)引線封裝
• 可編程性和靈活性
  • 動(dòng)態(tài)VOUT 跟蹤
  • 動(dòng)態(tài)開(kāi)關(guān)頻率編程
  • 可編程線路欠壓鎖定 (UVLO)
  • 可調(diào)節(jié)軟啟動(dòng)
  • 自適應(yīng)死區(qū)時(shí)間
  • 升壓狀態(tài)指示器
• 集成保護(hù)特性
  • 逐周期峰值電流限制
  • 過(guò)壓保護(hù)
  • HB-SW短路保護(hù)
  • 熱關(guān)斷

功能框圖

LM5152x-Q1汽車(chē)級(jí)低IQ同步升壓控制器技術(shù)解析

一、產(chǎn)品概述

德州儀器(TI)的LM5152x-Q1系列是專(zhuān)為汽車(chē)應(yīng)用設(shè)計(jì)的同步升壓控制器，包含LM5152-Q1和LM51521-Q1兩個(gè)型號(hào)。該器件采用峰值電流模式控制，具有超寬輸入電壓范圍(0.8V至42V)和出色的低功耗特性，特別適合汽車(chē)啟停系統(tǒng)、備用電池供電等應(yīng)用場(chǎng)景。

二、關(guān)鍵特性分析

1. 低功耗設(shè)計(jì)

• ?超低靜態(tài)電流?：關(guān)機(jī)電流≤3μA，深度睡眠模式電池耗電≤11μA(電荷泵關(guān)閉)
• ?多種工作模式?：支持FPWM(強(qiáng)制PWM)、二極管仿真和跳頻模式，可根據(jù)負(fù)載自動(dòng)切換
• ?旁路操作?(僅LM5152-Q1)：當(dāng)VSUPPLY > VLOAD時(shí)自動(dòng)激活，消除外部旁路開(kāi)關(guān)需求

2. EMI抑制技術(shù)

• 可編程擴(kuò)頻調(diào)制功能
• 支持100kHz至2.2MHz的開(kāi)關(guān)頻率動(dòng)態(tài)編程
• 外部時(shí)鐘同步能力
• 無(wú)引線QFN-20封裝(帶可潤(rùn)濕側(cè)翼)

3. 保護(hù)功能

• 逐周期峰值電流限制
• 過(guò)壓保護(hù)(OVP)
• 熱關(guān)斷保護(hù)(175°C觸發(fā))
• HB-SW短路保護(hù)
• 可編程線路欠壓鎖定(UVLO)

三、典型應(yīng)用電路

1. 引腳配置與功能

器件采用20引腳QFN封裝，關(guān)鍵引腳包括：

• ?VOUT/SENSE?(引腳3)：輸出電壓檢測(cè)
• ?HO/LO?(引腳5/11)：高低側(cè)柵極驅(qū)動(dòng)
• ?SYNC/DITHER?(引腳14)：時(shí)鐘同步/擴(kuò)頻調(diào)制
• ?TRK?(引腳18)：輸出調(diào)節(jié)目標(biāo)編程

2. 設(shè)計(jì)要點(diǎn)

• ?頻率設(shè)置?：通過(guò)RT引腳電阻(9.09kΩ對(duì)應(yīng)2.2MHz)
• ?電流檢測(cè)?：支持DCR電感電流檢測(cè)或外部檢測(cè)電阻
• ?環(huán)路補(bǔ)償?：COMP引腳需連接RCOMP/CCOMP補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò)
• ?布局建議?：減小功率回路面積，分離模擬/功率地

四、應(yīng)用場(chǎng)景詳解

1. 汽車(chē)啟停系統(tǒng)

在冷啟動(dòng)情況下，器件支持輸入電壓低至0.8V(當(dāng)BIAS≥3.8V時(shí))，確保系統(tǒng)在電池電壓驟降時(shí)持續(xù)工作。典型應(yīng)用包括：

• 高功率/大電流啟停應(yīng)用(車(chē)載信息娛樂(lè)系統(tǒng))
• 電壓穩(wěn)定模塊
• 冗余電源系統(tǒng)

2. 應(yīng)急呼叫系統(tǒng)

LM51521-Q1特別適合備用電池/超級(jí)電容供電場(chǎng)景，在深度睡眠模式下僅消耗10μA電流，當(dāng)主電源失效時(shí)可快速喚醒。

五、性能參數(shù)對(duì)比

六、設(shè)計(jì)注意事項(xiàng)

1. ?熱管理?：建議在EP焊盤(pán)下方添加多個(gè)過(guò)孔至底層地平面
2. ?MOSFET選型?：確保柵極平臺(tái)電壓低于BIAS引腳電壓
3. ?軟啟動(dòng)?：推薦使用100pF軟啟動(dòng)電容實(shí)現(xiàn)快速啟動(dòng)
4. ?PCB布局?：保持功率回路緊湊，電流檢測(cè)走線平行且包地