ZHCSPB0B April   2023  – September 2025 LM5171-Q1

PRODUCTION DATA  

  1.   1
  2. 1 特性
  3. 2 应用
  4. 3 说明
  5. 4 引脚配置和功能
  6. 5 规格
    1. 5.1 绝对最大额定值
    2. 5.2 ESD 等级
    3. 5.3 建议运行条件
    4. 5.4 热性能信息
    5. 5.5 电气特性
    6. 5.6 时序要求
    7. 5.7 典型特性
  7. 6 详细说明
    1. 6.1 概述
    2. 6.2 功能方框图
    3. 6.3 特性说明
      1. 6.3.1  辅助电源和电压基准（VCC、VDD 和 VREF）
      2. 6.3.2  欠压锁定 (UVLO)
      3. 6.3.3  器件配置 (CFG)
      4. 6.3.4  高电压输入（HV1、HV2）
      5. 6.3.5  电流检测放大器
      6. 6.3.6  控制命令
        1. 6.3.6.1 通道使能命令（EN1、EN2）
        2. 6.3.6.2 方向命令（DIR1 和 DIR2）
        3. 6.3.6.3 通道电流设置命令（ISET1 和 ISET2）
      7. 6.3.7  通道电流监测器（IMON1、IMON2）
        1. 6.3.7.1 单个通道电流监测器
        2. 6.3.7.2 多相总电流监测
      8. 6.3.8  逐周期峰值电流限制 (IPK)
      9. 6.3.9  内部电流环路误差放大器
      10. 6.3.10 外部电压环路误差放大器
      11. 6.3.11 软启动、二极管仿真和强制 PWM 控制（SS/DEM1 和 SS/DEM2）
        1. 6.3.11.1 通过 SS/DEM 引脚进行 ISET 软启动控制
        2. 6.3.11.2 DEM 编程
        3. 6.3.11.3 FPWM 编程以及动态 FPWM 和 DEM 更改
      12. 6.3.12 栅极驱动输出、死区时间编程和自适应死区时间（HO1、HO2、LO1、LO2、DT/SD）
      13. 6.3.13 紧急锁存关断 (DT/SD)
      14. 6.3.14 PWM 比较器
      15. 6.3.15 振荡器 (OSC)
      16. 6.3.16 同步到外部时钟（SYNCI、SYNCO）
      17. 6.3.17 过压保护 (OVP)
      18. 6.3.18 多相配置（SYNCO、OPT）
        1. 6.3.18.1 多相星型配置
        2. 6.3.18.2 两相、三相或四相并行运行菊花链配置
        3. 6.3.18.3 六相或八相并行运行菊花链配置
      19. 6.3.19 热关断
    4. 6.4 器件功能模式
      1. 6.4.1 初始化模式
      2. 6.4.2 待机模式
      3. 6.4.3 电力输送模式
      4. 6.4.4 关断模式
      5. 6.4.5 锁存关断模式
  8. 7 寄存器
    1. 7.1 I2C 串行接口
    2. 7.2 I2C 总线运行
    3. 7.3 时钟延展
    4. 7.4 数据传输格式
    5. 7.5 从定义的寄存器地址进行单次读取
    6. 7.6 从定义的寄存器地址开始进行顺序读取
    7. 7.7 对定义的寄存器地址进行单次写入
    8. 7.8 从定义的寄存器地址开始进行顺序写入
    9. 7.9 REGFIELD 寄存器
  9. 8 应用和实施
    1. 8.1 应用信息
      1. 8.1.1 小信号模型
        1. 8.1.1.1 电流环路小信号模型
        2. 8.1.1.2 电流环路补偿
        3. 8.1.1.3 电压环路小信号模型
        4. 8.1.1.4 电压环路补偿
    2. 8.2 PWM 转换为 ISET 引脚上的电压
    3. 8.3 ISET 钳位
    4. 8.4 动态死区时间调整
    5. 8.5 正确端接未使用的引脚
    6. 8.6 典型应用
      1. 8.6.1 60A、双相、48V 至 12V 双向转换器
        1. 8.6.1.1 设计要求
        2. 8.6.1.2 详细设计过程
          1. 8.6.1.2.1  确定占空比
          2. 8.6.1.2.2  振荡器编程 (OSC)
          3. 8.6.1.2.3  功率电感器、RMS 和峰值电流
          4. 8.6.1.2.4  电流检测 (RCS)
          5. 8.6.1.2.5  电流设置命令 (ISETx)
          6. 8.6.1.2.6  峰值电流限制 (IPK)
          7. 8.6.1.2.7  功率 MOSFET
          8. 8.6.1.2.8  辅助电源
          9. 8.6.1.2.9  自举电容器
          10. 8.6.1.2.10 过压保护 (OVP)
          11. 8.6.1.2.11 死区时间 (DT/SD)
          12. 8.6.1.2.12 通道电流监测器 (IMONx)
          13. 8.6.1.2.13 欠压锁定 (UVLO)
          14. 8.6.1.2.14 HVx 引脚配置
          15. 8.6.1.2.15 环路补偿
          16. 8.6.1.2.16 软启动 (SS/DEMx)
        3. 8.6.1.3 应用曲线
          1. 8.6.1.3.1 效率和热性能
          2. 8.6.1.3.2 阶跃负载响应
          3. 8.6.1.3.3 双通道交错运行
          4. 8.6.1.3.4 典型启动和关断
          5. 8.6.1.3.5 DEM 和 FPWM
          6. 8.6.1.3.6 DEM 和 FPWM 之间的模式转换
          7. 8.6.1.3.7 ISET 跟踪和预充电
          8. 8.6.1.3.8 保护功能
    7. 8.7 电源相关建议
    8. 8.8 布局
      1. 8.8.1 布局指南
      2. 8.8.2 布局示例
  10. 9 器件和文档支持
    1. 9.1 器件支持
      1. 9.1.1 开发支持
    2. 9.2 接收文档更新通知
    3. 9.3 支持资源
    4. 9.4 商标
    5. 9.5 静电放电警告
    6. 9.6 术语表
  11. 10修订历史记录
  12. 11机械、封装和可订购信息
8.6.1.2.8 辅助电源

辅助电源的总负载电流主要由总 MOSFET 栅极电荷 Qg 确定。假设系统采用多个 LM5171-Q1 来实现 M 个相位，且每个相位使用 N 个并联的 MOSFET 作为一个开关。每个相位有 2x N 个 MOSFET 要驱动。然后，通过 VCC 辅助电源驱动这些 MOSFET 的总电流由方程式 95 确定。

方程式 95. LM5171-Q1

其中

  • 5mA 是最坏情况下每个相位的控制逻辑电路使用的最大电流。

在将两个并联 MOSFET 用作一个开关的四相系统示例中（其中 M = 4，N = 2，Qg = 100nC，Fsw = 100KHz），辅助电源需要至少能够支持以下总负载电流：

方程式 96. LM5171-Q1

在将相同并联 MOSFET 用作一个开关的八相系统示例中，辅助电源需要能够支持以下总负载电流：

方程式 97. LM5171-Q1

如辅助电源和电压基准（VCC、VDD 和 VREF）中所述，LM5171-Q1 集成的 LDO 驱动器可以驱动外部 N 沟道增强型 MOSFET，从而在 VCC 引脚上产生 9V 辅助电源电压。此应用中选择了 PMT560ENEAX。

但是，当外部 MOSFET 的栅极驱动器损耗较高时，最好使用外部 10V 至 12V VCC 偏置电源。如果系统中不能提供此电源电压，使用降压/升压或 SEPIC 转换器从 LV 端口产生偏置电源，或者使用降压转换器从 HV 端口产生偏置电源。请参阅德州仪器 (TI) LM25118 和 LM5118 来实现降压/升压转换器，参阅 LM5158 来实现 SEPIC 转换器，或参阅 LM5160 和 LM5161 来实现降压转换器。

需要靠近 VCC 引脚和 PGND 引脚放置一个旁路电容器。此应用中选择了 2.2µF、16V 陶瓷电容器。