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

6.3.7.1 单个通道电流监测器

如表 6-2 所示，当 IMONx 是“监测电感器电流”时，IMONx 引脚源电流通过下述方式确定：

方程式 7. I I M O N = R C S × I L m × 2 µ A m V + 50 μ A

其中

  • RCS 是该通道的电流感应电阻器。
  • ILm 是该通道的电感器电流。
  • 50µA 是叠加到 IMON 信号上的直流失调电流。
LM5171-Q1 IMON 电流源与电流检测电压间的关系图 6-8 IMON 电流源与电流检测电压间的关系

当 IMONx 配置为监测升压输出电流时（请参阅表 6-2），IMONx 引脚源电流通过下述方式确定：

方程式 8. I I M O N _ B S T O U T = R C S × I B S T O U T × 2 µ A m V + 50 μ A

其中

  • IMON_BSTOUT 是该通道的升压模式输出电流。
LM5171-Q1 IMON 电流源与升压输出电流间的关系图 6-9 IMON 电流源与升压输出电流间的关系

引入 50µA 直流失调电流是为了将空载信号提高到高于可能的接地本底噪声。由于监测信号为电流形式，因此即使电阻器远离 LM5171-Q1 但靠近 MCU（从而会抑制 LM5171-Q1 和 MCU 之间的地电位差），也可在终端电阻器上获得准确的读数。图 6-10 显示了一个通过 20kΩ 终端电阻器和并联的 10nF 至 100nF 陶瓷电容器实现的典型通道电流监测器。RC 网络会将电流监测信号转换为与通道直流电流成正比的直流电压。注意，IMONx 引脚上的最大有源工作电压为 3V。

LM5171-Q1 通道电流监测器图 6-10 通道电流监测器