ZHCSZ90 November   2025 LM51251A-Q1

PRODUCTION DATA  

  1.   1
  2. 特性
  3. 应用
  4. 说明
  5. 引脚配置和功能
  6. 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. 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  器件配置(CFG 引脚)
      2. 6.3.2  器件和相位启用/禁用(UVLO/EN、EN2)
      3. 6.3.3  双器件运行
      4. 6.3.4  开关频率和同步 (SYNCIN)
      5. 6.3.5  双随机展频 (DRSS)
      6. 6.3.6  运行模式(BYPASS、DEM、FPWM)
      7. 6.3.7  VCC 稳压器,BIAS(BIAS 引脚、VCC 引脚)
      8. 6.3.8  软启动(SS 引脚)
      9. 6.3.9  VOUT 编程(VOUT、ATRK、DTRK)
      10. 6.3.10 保护功能
        1. 6.3.10.1 VOUT 过压保护 (OVP)
        2. 6.3.10.2 热关断 (TSD)
      11. 6.3.11 故障指示器(nFAULT 引脚)
      12. 6.3.12 斜率补偿(CSP1、CSP2、CSN1、CSN2)
      13. 6.3.13 电流检测设置和开关峰值电流限制(CSP1、CSP2、CSN1、CSN2)
      14. 6.3.14 输入电流限制和监测(ILIM、IMON、DLY)
      15. 6.3.15 最大占空比和最小可控导通时间限制
      16. 6.3.16 信号抗尖峰脉冲概述
      17. 6.3.17 MOSFET 驱动器、集成式自举二极管和断续模式故障保护(LOx、HOx、HBx 引脚)
      18. 6.3.18 I2C 特性
        1. 6.3.18.1 寄存器 VOUT (0x0)
        2. 6.3.18.2 寄存器配置 1 (0x1)
        3. 6.3.18.3 寄存器配置 2 (0x2)
        4. 6.3.18.4 寄存器配置 3 (0x3)
        5. 6.3.18.5 寄存器运行状态 (0x4)
        6. 6.3.18.6 寄存器状态字节 (0x5)
        7. 6.3.18.7 寄存器清除故障 (0x6)
    4. 6.4 器件功能模式
      1. 6.4.1 关断状态
    5. 6.5 编程
      1. 6.5.1 I2C 总线运行
  8. LM51251A-Q1 寄存器
  9. 应用和实施
    1. 8.1 应用信息
      1. 8.1.1 反馈补偿
      2. 8.1.2 非同步应用
    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  确定相位总数
        2. 8.2.2.2  确定占空比
        3. 8.2.2.3  定时电阻器 RT
        4. 8.2.2.4  电感器选型 Lm
        5. 8.2.2.5  电流检测电阻器 (RCS)
        6. 8.2.2.6  电流检测滤波器 RCSFP、RCSFN、CCS
        7. 8.2.2.7  低侧电源开关 QL
        8. 8.2.2.8  高侧电源开关 QH
        9. 8.2.2.9  缓冲组件
        10. 8.2.2.10 Vout 编程
        11. 8.2.2.11 输入电流限制 (ILIM/IMON)
        12. 8.2.2.12 UVLO 分压器
        13. 8.2.2.13 软启动
        14. 8.2.2.14 CFG 设置
        15. 8.2.2.15 输出电容器 Cout
        16. 8.2.2.16 输入电容器 Cin
        17. 8.2.2.17 自举电容器
        18. 8.2.2.18 VCC 电容器 CVCC
        19. 8.2.2.19 BIAS 电容器
        20. 8.2.2.20 VOUT 电容器
        21. 8.2.2.21 环路补偿
      3. 8.2.3 应用曲线
        1. 8.2.3.1 效率
        2. 8.2.3.2 稳态波形
        3. 8.2.3.3 阶跃负载响应
        4. 8.2.3.4 同步操作
        5. 8.2.3.5 交流环路响应曲线
        6. 8.2.3.6 热性能
    3. 8.3 电源相关建议
    4. 8.4 布局
      1. 8.4.1 布局指南
      2. 8.4.2 布局示例
  10. 器件和文档支持
    1. 9.1 文档支持
      1. 9.1.1 相关文档
    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

输入电流限制 (ILIM/IMON)

音频应用中的瞬态功率较高。此应用中选择了 1000W 作为峰值输出功率。但平均功率通常远低于峰值功率。此处选择了 300W 作为平均功率。通过采用适当的 ILIM/IMON 设置,可将平均输入电流限制在 300W 以下,同时允许 1000W 峰值功率持续 100ms。当平均电流环路被触发时,VOUT 会下降,直至输入和输出功率达到平衡。

平均输出功率和典型输入电压下的每相输入电流可通过以下公式得出:

方程式 66. Iavg=Pavg_total2×η×Vin_typ=11.0A

此处选择了 13A 作为平均输入电流限制。

方程式 67. Ilim=13A

来自 ILIM/IMON 的电流可通过以下公式得出,

方程式 68. I M O N _ l i m = 2 × R c s × I l i m × G I M O N + I O F F S E T = 2 × 1.5 m Ω × 13 A × 0.333 m A / V + 4 μ A = 21 μ A

RILIM 的计算公式如下:

方程式 69. RIMON=VILIMIMON=1V21μA=47.6kΩ

此处为 RIMON 选择了 47.5kΩ 的标准值。

图 8-7 所示,使用 CIMON 和 Rc 在触发平均电流环路之前引入适当的延迟。

LM51251A-Q1 ILIM/IMON 引脚配置图 8-7 ILIM/IMON 引脚配置

该应用中要求在两倍额定功率下引入 100ms 延迟。

在零负载下,来自 ILIM/IMON 的电流通过以下公式得出,

方程式 70. IMON_0A=2×IOFFSET=8μA

零负载时的 ILIM/IMON 电压可使用以下公式计算,

方程式 71. VIMON_0A=RIMON×IMON_0A=0.38V

在两倍额定功率下,来自 ILIM/IMON 的电流通过以下公式得出,

方程式 72. IMON_tr=2×Rcs×2×Ilim×GIMON+IOFFSET=2×1.5mΩ×26A×0.333mA/V+4μA=34μA

CIMON 通过以下公式确定,

方程式 73. CIMON=tdelayRIMON×lnRIMON×IMON_tr-VIMON_0ARIMON×IMON_tr-VILIM=3.0μF

此处为 CIMON 选择了 3.3μF 的标准值。

Rc 根据下式确定,

方程式 74. Rc=120π×CIMON=4.8k

此处为 Rc 选择了 4.99kΩ 的标准值。