ZHCSWW7B August   2024  – August 2025 LM5137-Q1

PRODUCTION DATA  

  1.   1
  2. 1 特性
  3. 2 应用
  4. 3 说明
  5. 4 相关产品
  6. 5 引脚配置和功能
    1. 5.1 可润湿侧翼
  7. 6 规格
    1. 6.1 绝对最大额定值
    2. 6.2 ESD 等级
    3. 6.3 建议运行条件
    4. 6.4 热性能信息
    5. 6.5 电气特性
    6. 6.6 典型特性
  8. 7 详细说明
    1. 7.1 概述
    2. 7.2 功能方框图
    3. 7.3 特性说明
      1. 7.3.1  输入电压范围 (VIN)
      2. 7.3.2  辅助电源稳压器（VCC、BIAS1/VOUT1、VDDA）
      3. 7.3.3  精密启用端（EN1、EN2）
      4. 7.3.4  开关频率 (RT)
      5. 7.3.5  脉冲频率调制和同步 (PFM/SYNC)
      6. 7.3.6  同步输出 (SYNCOUT)
      7. 7.3.7  双随机展频 (DRSS)
      8. 7.3.8  可配置软启动 (RSS)
      9. 7.3.9  输出电压设定点（FB1、FB2）
      10. 7.3.10 误差放大器和 PWM 比较器（FB1、FB2、COMP1、COMP2）
        1. 7.3.10.1 斜率补偿
      11. 7.3.11 电感器电流检测（ISNS1+、BIAS1/VOUT1、ISNS2+、VOUT2）
        1. 7.3.11.1 分流电流检测
        2. 7.3.11.2 电感器 DCR 电流检测
      12. 7.3.12 超短可控导通时间
      13. 7.3.13 100% 占空比性能
      14. 7.3.14 MOSFET 栅极驱动器（HO1、HO2、LO1、LO2）
      15. 7.3.15 输出配置 (CNFG)
        1. 7.3.15.1 独立双输出操作
        2. 7.3.15.2 单输出交错操作
        3. 7.3.15.3 单输出多相操作
    4. 7.4 器件功能模式
      1. 7.4.1 睡眠模式
      2. 7.4.2 PFM 模式
  9. 8 应用和实施
    1. 8.1 应用信息
      1. 8.1.1 动力总成元件
        1. 8.1.1.1 功率 MOSFET
        2. 8.1.1.2 降压电感器
        3. 8.1.1.3 输出电容器
        4. 8.1.1.4 输入电容器
        5. 8.1.1.5 EMI 滤波器
      2. 8.1.2 误差放大器和补偿
    2. 8.2 典型应用
      1. 8.2.1 设计 1 – 适用于 12V 汽车电池应用的双路 5V 和 3.3V、20A 降压稳压器
        1. 8.2.1.1 设计要求
        2. 8.2.1.2 详细设计过程
          1. 8.2.1.2.1 使用 WEBENCH® 工具创建定制设计方案
          2. 8.2.1.2.2 使用 Excel 快速启动工具创建定制设计方案
          3. 8.2.1.2.3 电感器计算
          4. 8.2.1.2.4 分流电阻器
          5. 8.2.1.2.5 陶瓷输出电容器
          6. 8.2.1.2.6 陶瓷输入电容器
          7. 8.2.1.2.7 反馈电阻
          8. 8.2.1.2.8 输入电压 UVLO 电阻器
          9. 8.2.1.2.9 补偿器件
        3. 8.2.1.3 应用曲线
      2. 8.2.2 设计 2 – 适用于汽车 ADAS 应用的两相单输出同步降压稳压器
        1. 8.2.2.1 设计要求
        2. 8.2.2.2 详细设计过程
      3. 8.2.3 设计 3 – 适用于 48V 汽车应用的 12V、20A、400kHz 两相降压稳压器
        1. 8.2.3.1 设计要求
        2. 8.2.3.2 详细设计过程
        3. 8.2.3.3 应用曲线
    3. 8.3 电源相关建议
    4. 8.4 布局
      1. 8.4.1 布局指南
        1. 8.4.1.1 功率级布局
        2. 8.4.1.2 栅极驱动布局
        3. 8.4.1.3 PWM 控制器布局
        4. 8.4.1.4 热设计和布局
        5. 8.4.1.5 接地平面设计
      2. 8.4.2 布局示例
  10. 9 器件和文档支持
    1. 9.1 器件支持
      1. 9.1.1 第三方产品免责声明
      2. 9.1.2 开发支持
        1. 9.1.2.1 使用 WEBENCH® 工具创建定制设计方案
    2. 9.2 文档支持
      1. 9.2.1 相关文档
        1. 9.2.1.1 低 EMI 设计资源
        2. 9.2.1.2 热设计资源
        3. 9.2.1.3 PCB 布局资源
    3. 9.3 接收文档更新通知
    4. 9.4 支持资源
    5. 9.5 商标
    6. 9.6 静电放电警告
    7. 9.7 术语表
  11. 10修订历史记录
  12. 11机械、封装和可订购信息

封装选项

机械数据 (封装 | 引脚)
散热焊盘机械数据 (封装 | 引脚)
订购信息

8.2.1.1 设计要求

表 8-2 展示了此汽车电路示例的预期输入、输出和性能参数。

表 8-2 设计参数
设计参数 值
输入电压范围（稳态） 6.5V 至 36V，标称电压 13.5V
最小瞬态输入电压（冷启动） 4.5V
最大瞬态输入电压（负载突降） 36V
输出电压 5V、3.3V
输出电流 (EDC)(1) 20A
输出电流 (TDC)(1) 15A
开关频率 440kHz
5V、15A 条件下的目标效率 96%
3.3V、15A 条件下的目标效率 94.5%
输出电压调节 ±1%
环路交叉频率 60kHz
相位裕度 > 45°
空载睡眠电流，通道 2 被禁用 < 20µA
关断电流 4µA
(1) EDC 和 TDC 分别表示电气设计电流和热设计电流。

电阻器 RRT 将开关频率设置为 440kHz。在控制环路性能方面，目标环路交叉频率设置为开关频率（本例中为 60kHz）的 10% 至 15% 范围内，其中目标相位裕度大于 45°。在 RSS 处连接一个 20kΩ 电阻会将输出电压软启动时间设置为 4.6ms。

表 8-3 中列出了所选的降压稳压器动力总成系统器件，其中很多器件都可以从多个供应商处获得。功率 MOSFET 介绍了选择功率 MOSFET 以实现最低的导通和开关功率损耗。此应用电路使用了 40V 逻辑电平 功率 MOSFET、具有低 DCR 的金属合金降压电感器、低 ESL 分流器以及陶瓷输入和输出电容器，这些器件均符合 AEC 标准。

表 8-3 应用电路 1 的物料清单
参考位号 数量 规格(1) 制造商 器件型号
CIN1、CIN2 8 10µF，50V，X7R，1210，陶瓷，AEC-Q200 TDK CNA6P1X7R1H106K
10µF，50V，X7S，1210，陶瓷，AEC-Q200 Murata GCM32EC71H106K
TDK CGA6P3X7S1H106K
COUT1、COUT2 8 47µF，10V，X7S，1210，陶瓷，AEC-Q200 TDK CNA6P1X7S1A476M
Murata GCM32EC71A476K
LO1、LO2 2 1µH，2.3mΩ，37A，10.85mm × 10mm × 5.2mm，AEC-Q200 Cyntec VCHA105D-1R0MS6
1µH，2.3mΩ，37A，11mm × 10mm × 5.1mm，AEC-Q200 Bourns SRP1050WA-1R0M
1µH，2.1mΩ，24A，10.8mm × 10mm × 5mm，AEC-Q200 Eaton HCM1A1105V2-1R0-R
1µH，2.7mΩ，33.8A，10.85mm × 10mm × 3.8mm，AEC-Q200 Würth Electronik 784373680010
1µH，2.4mΩ，36.6A，10.5mm × 10mm × 6.5mm，AEC-Q200 TDK SPM10065VT-1R0M-D
Q1、Q3 2 40V，3.6mΩ，9nC，SON 5 × 6，AEC-Q101 Infineon IAUCN04S7L028ATMA1
Q2、Q4 2 40V，2.4mΩ，15nC，SON 5 × 6，AEC-Q101 Infineon IAUCN04S7L019ATMA1
RS1、RS2 2 分流器，2mΩ ±2%，±100ppm/°C，1225，3W，AEC-Q200 Susumu KRL6432E-M-R002-G
U1 1 LM5137-Q1 80V 双输出降压控制器、AEC-Q100 德州仪器 (TI) LM5137QRHARQ1
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