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  • LM5177 60V 宽 VIN 双向四开关降压/升压控制器

    • ZHCSQO1F June   2022  – January 2025 LM5177

      PRODUCTION DATA  

  • CONTENTS
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  • LM5177 60V 宽 VIN 双向四开关降压/升压控制器
  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 处理额定值
    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 典型特性
  7. 6 参数测量信息
    1. 6.1 栅极驱动器上升时间和下降时间
    2. 6.2 栅极驱动器死区（转换）时间
  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  上电复位（POR 系统）
      2. 7.3.2  降压/升压控制方案
        1. 7.3.2.1 升压模式
        2. 7.3.2.2 降压模式
        3. 7.3.2.3 降压/升压模式
      3. 7.3.3  节能模式
      4. 7.3.4  电源电压选择 – VMAX 开关
      5. 7.3.5  使能和欠压锁定
      6. 7.3.6  振荡器频率选择
      7. 7.3.7  频率同步
      8. 7.3.8  电压调节环路
      9. 7.3.9  输出电压跟踪
      10. 7.3.10 斜率补偿
      11. 7.3.11 可配置软启动
      12. 7.3.12 峰值电流传感器
      13. 7.3.13 电流监控和电流限制控制环路
      14. 7.3.14 短路 - 断续保护
      15. 7.3.15 nFLT 引脚和保护
      16. 7.3.16 器件配置引脚
      17. 7.3.17 双随机展频 - DRSS
      18. 7.3.18 栅极驱动器
    4. 7.4 器件功能模式
  9. 8 应用和实施
    1. 8.1 应用信息
    2. 8.2 典型应用
      1. 8.2.1 设计要求
      2. 8.2.2 详细设计过程
        1. 8.2.2.1  使用 WEBENCH 工具创建定制设计方案
        2. 8.2.2.2  频率
        3. 8.2.2.3  反馈分压器
        4. 8.2.2.4  电感器和电流检测电阻器选型
        5. 8.2.2.5  斜率补偿
        6. 8.2.2.6  输出电容器
        7. 8.2.2.7  输入电容器
        8. 8.2.2.8  UVLO 分压器
        9. 8.2.2.9  软启动电容器
        10. 8.2.2.10 MOSFET QH1 和 QL1
        11. 8.2.2.11 MOSFET QH2 和 QL2
        12. 8.2.2.12 频率补偿
        13. 8.2.2.13 外部元件选型
      3. 8.2.3 应用曲线
  10. 9 电源相关建议
  11. 10布局
    1. 10.1 布局指南
      1. 10.1.1 功率级布局
      2. 10.1.2 栅极驱动器布局
      3. 10.1.3 控制器布局
    2. 10.2 布局示例
  12. 11器件和文档支持
    1. 11.1 器件支持
      1. 11.1.1 第三方产品免责声明
      2. 11.1.2 开发支持
        1. 11.1.2.1 使用 WEBENCH 工具创建定制设计方案
    2. 11.2 接收文档更新通知
    3. 11.3 支持资源
    4. 11.4 商标
    5. 11.5 静电放电警告
    6. 11.6 术语表
  13. 12修订历史记录
  14. 13机械、封装和可订购信息
  15. 重要声明
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Data Sheet

LM5177 60V 宽 VIN 双向四开关降压/升压控制器

本资源的原文使用英文撰写。 为方便起见，TI 提供了译文；由于翻译过程中可能使用了自动化工具，TI 不保证译文的准确性。 为确认准确性，请务必访问 ti.com 参考最新的英文版本（控制文档）。

下载最新的英语版本

1 特性

  • 宽输入电压范围（3.5V 至 60V，绝对最大值为 85V）
    • V(BIAS) > 3.5V 时，最小值为 2.8V
  • 输出电压范围为 3.3V 至 60V
  • 低关断 IQ (3μA)
  • 低工作 IQ (60μA)
  • 3% 的反向电流限制精度可实现精确的充电电流
  • 平均输入和输出电流监测器或限制器
  • 对 PWM 或模拟输入信号进行输出电压动态跟踪
  • 可选的省电模式 (PSM) 可实现高轻负载效率
  • 两个集成式高压电源 LDO，支持自动选择
  • 2A 峰值电流逻辑电平栅极驱动器
    • 集成式自举二极管
    • 自举过压和欠压保护
  • 在所有工作模式下（升压、降压/升压、降压）频率固定
    • 可选的强制 PWM 模式
    • 开关频率高达 600kHz 可实现小解决方案和元件尺寸
    • 外部时钟同步
  • 可选展频运行
  • 可调节欠压保护
  • 断续过流保护和短路保护

2 应用

  • 非隔离式直流/直流电源（商用直流/直流、远程无线电单元、电机驱动控制）
  • 备用电源系统（备用电池、消防安全）
  • 工业 PC（单板计算机）
  • 医疗 PSU（制氧机）
  • 以太网供电（路由器）
  • 太阳能电源（太阳能充电控制器）

3 说明

LM5177 是一款四开关降压/升压控制器。无论输入电压是高于、等于还是低于调节后的输出电压，该器件均可提供稳定的输出电压。在省电模式下，该器件具有低静态电流，因此可在低输出负载条件下实现高效率。LM5177 以固定开关频率运行，该开关频率可通过 RT 或 SYNC 引脚设置。在降压、升压和降压/升压运行期间，开关频率保持不变。集成的可选平均电流监测器可帮助监测并限制 LM5177 的输入和输出电流。此功能还支持使用恒流 (CC) 和恒压 (CV) 模式为备用电源元件（如电池或电容器）充电。

封装信息
器件型号 封装 (1) 封装尺寸（标称值）
LM5177 DCP038 9.7mm × 4.4mm
(1) 如需了解所有可用封装，请参阅数据表末尾的可订购产品附录。

LM5177 效率与输入电压间的关系 (IO = 4.5A)

效率与输入电压间的关系 (IO = 4.5A)

LM5177 简化版原理图

简化版原理图

4 引脚配置和功能


LM5177 38 引脚 DCP HTSSOP 引脚图

图 4-1 38 引脚 DCP HTSSOP 引脚图
表 4-1 引脚功能 LM5177
引脚 类型(1) 说明
名称 编号
AGND 17 G 器件的模拟接地
BIAS 1 I VCC 偏置稳压器的可选输入。从外部电源而不是 VIN 为 VCC 供电可以降低高 VIN 时的功率损耗。

如果应用未使用 BIAS 引脚电源，则连接引脚 GND
CFG 13 I/O 器件配置引脚。在 CFG 引脚之间连接一个电阻器以选择器件在展频 (DRSS)、短路保护（断续模式）、电流限制或电流监控下的运行。
COMP 18 O 误差放大器的输出。COMP 和 AGND 之间连接的外部 RC 网络对输出电压反馈环路的稳压器进行补偿。
CSA 37 I 电感器峰值电流检测正输入。使用低电流开尔文连接将 CSA 连接到外部电流检测电阻器的正极侧。
CSB 38 I 电感器峰值电流检测负输入。使用低电流开尔文连接将 CSB 连接到外部电流检测电阻器的负极侧。
DTRK 10 I 用于输出电压动态跟踪的数字 PWM 输入引脚。不要将这个引脚悬空。如果不使用此功能，则将该引脚连接至 VCC 或 GND。
EN/UVLO 4 I 使能引脚。该引脚用于启用和禁用器件。如果该引脚低于 0.6V，器件将关断。该引脚必须升至 0.65V 以上才能启用器件。该引脚是器件内部基准电路和输入电压 UVLO 比较器输入的使能引脚。
FB 19 I 用于输出电压调节的反馈引脚。在转换器的输出端到 FB 引脚之间连接一个电阻分压器网络。
HB1 35 P 降压半桥的自举电源引脚。HB1 引脚和 SW1 引脚之间各自需要一个外部电容器，以便为高侧 MOSFET 栅极驱动器提供偏置。
HO1 34 O 降压半桥的高侧栅极驱动器输出
HO1_LL 8 O HO1 栅极信号的逻辑电平输出。将该接地基准 PWM 信号连接到可选的外部栅极驱动器输入。如果未使用此功能，则不对此引脚进行外部连接。
HB2 26 P 升压半桥的自举电源引脚。HB2 引脚和 SW2 引脚之间各自需要一个外部电容器，以便为高侧 MOSFET 栅极驱动器提供偏置。
HO2 27 O 升压半桥的高侧栅极驱动器输出
HO2_LL 9 O HO2 栅极信号的逻辑电平输出。将该接地基准 PWM 信号连接到可选的外部栅极驱动器输入。如果未使用此功能，则不对此引脚进行外部连接。
IMONOUT 6 O 电流监控输出引脚。可选电流监控的电压控制电流源的输出。将引脚连接到电阻器以检测其两端的电压。如果输出或输入电流检测放大器配置为限流器、则在 IMONOUT 和 AGND 之间连接的外部 RC 网络会补偿电流反馈环路的稳压器。

将 IMONOUT 引脚连接至 VCC 可禁用相应的块并降低静态电流
ISNSN 22 I 输出或输入电流检测放大器的负检测输入。ISNSN 和 ISNSP 之间连接的可选电流检测电阻器可以位于功率级的输入侧或输出侧。

如果禁用了电流监测器，请将 ISNSN 接地
ISNSP 23 I 输出或输入电流检测放大器的正检测输入。ISNSN 和 ISNSP 之间连接的可选电流检测电阻器可以位于功率级的输入侧或输出侧。

如果禁用了电流监测器，请将 ISNSN 接地
LO1 32 O 降压半桥的低侧栅极驱动器输出
LO2 29 O 升压半桥的低侧栅极驱动器输出
MODE 12 I 用于选择器件运行模式的数字输入。如果该引脚被拉至低电平，则会启用省电模式 (PSM)。如果该引脚被拉至高电平，则会启用强制 PWM 或 CCM 运行模式。运行期间可以动态更改此配置。不要将这个引脚悬空。
NC 2 NC 无内部连接
NC 5 NC 无内部连接
NC 21 NC 无内部连接
NC 24 NC 无内部连接
NC 28 NC 无内部连接
NC 33 NC 无内部连接
nFLT 7 O 用于故障指示或电源正常状态指示的开漏输出引脚。当 FB 超出标称输出电压调节窗口的 ±10% 调节窗口时，该引脚被拉至低电平。

如果未使用 nFLT 引脚功能，该引脚可保持悬空。
PowerPAD PAD G 将 PowerPAD 连接到模拟接地。使用散热过孔连接到 PCB 接地平面以改善功率耗散。
PGND 30 G 电源地。此引脚是低侧栅极驱动器的高电流接地连接，用于内部 VCC 稳压器。
RT 15 I/O 开关频率编程引脚。一个外部电阻器连接到 RT 引脚和 AGND 以设置开关频率。
SLOPE 14 I 在 SLOPE 引脚和 AGND 之间连接的电阻器提供斜率补偿斜坡，以在降压和升压模式下实现稳定的电流模式运行。
SS/ATRK 16 I/O 软启动编程引脚。SS 引脚和 AGND 引脚之间的电容器可对软启动时间进行编程。模拟输出电压跟踪引脚。可通过将引脚连接至可变电压基准（例如，通过数模转换器）对 VOUT 调节目标进行编程。内部电路选择施加到引脚的最低电压。
SW1 36 P 降压半桥的电感器开关节点
SW2 25 P 升压半桥的电感器开关节点
SYNC 11 I 同步时钟输入。内部振荡器可以在运行期间与外部时钟同步。如果输出或输入电流检测放大器配置为限流器拉取，则该引脚在启动期间处于低电平，器件会将电流限制方向切换到负极性。不要将这个引脚悬空。如果不使用此功能，则将该引脚连接至 VCC。
VCC 31 P 内部线性偏置稳压器输出。在 VCC 与 PGND 之间连接一个陶瓷去耦电容器。
VIN 3 I 器件的输入电源和检测输入。将 VIN 连接到功率级的电源电压。
VOUT 20 I VOUT 检测输入。连接到功率级输出轨。
(1) I = 输入，O = 输出，I/O = 输入或输出，G = 接地，P = 电源，NC = 无连接

5 规格

 
Texas Instruments

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