ZHCSZA8F September   2005  – December 2025 LM5005

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 开关特性
    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 高压启动稳压器
      2. 6.3.2 关机和待机
      3. 6.3.3 振荡器和同步功能
      4. 6.3.4 误差放大器和 PWM 比较器
      5. 6.3.5 斜坡发生器
      6. 6.3.6 电流限值
      7. 6.3.7 软启动功能
      8. 6.3.8 MOSFET 栅极驱动器
    4. 6.4 器件功能模式
      1. 6.4.1 关断模式
      2. 6.4.2 待机模式
      3. 6.4.3 轻负载运行
      4. 6.4.4 热关断保护
  8. 7 应用和实施
    1. 7.1 应用信息
      1. 7.1.1 降低偏置功率耗散
      2. 7.1.2 输入电压 UVLO 保护
    2. 7.2 典型应用
      1. 7.2.1 设计要求
      2. 7.2.2 详细设计过程
        1. 7.2.2.1  使用 WEBENCH® 工具创建定制设计方案
        2. 7.2.2.2  频率设置电阻器 (RT)
        3. 7.2.2.3  电感器 (LF)
        4. 7.2.2.4  斜坡电容器 (CRAMP)
        5. 7.2.2.5  输出电容器 (COUT)
        6. 7.2.2.6  肖特基二极管 (DF)
        7. 7.2.2.7  输入电容器 (CIN)
        8. 7.2.2.8  VCC 电容器 (CVCC)
        9. 7.2.2.9  自举电容器 (CBST)
        10. 7.2.2.10 软启动电容器 (CSS)
        11. 7.2.2.11 反馈电阻器（RFB1 和 RFB2）
        12. 7.2.2.12 RC 缓冲器（RS 和 CS）
        13. 7.2.2.13 补偿元件（RC1、CC1、CC2）
        14. 7.2.2.14 物料清单
      3. 7.2.3 应用曲线
    3. 7.3 电源相关建议
    4. 7.4 布局
      1. 7.4.1 布局指南
        1. 7.4.1.1 专为降低 EMI 而设计的 PCB 布局
        2. 7.4.1.2 热设计
        3. 7.4.1.3 接地平面设计
      2. 7.4.2 布局示例
  9. 8 器件和文档支持
    1. 8.1 第三方产品免责声明
    2. 8.2 器件支持
      1. 8.2.1 开发支持
        1. 8.2.1.1 使用 WEBENCH® 工具创建定制设计方案
    3. 8.3 文档支持
      1. 8.3.1 相关文档
        1. 8.3.1.1 PCB 布局资源
        2. 8.3.1.2 热设计资源
    4. 8.4 接收文档更新通知
    5. 8.5 支持资源
    6. 8.6 商标
    7. 8.7 静电放电警告
    8. 8.8 术语表
  10. 9 修订历史记录
  11. 10机械、封装和可订购信息

6.3.5 斜坡发生器

脉宽调制器中用于电流模式控制的斜坡信号通常直接源自降压开关电流。此开关电流对应于输出电感器电流的正斜率部分。为 PWM 斜坡使用此信号可将控制环路传递函数简化为单极点响应，并提供固有的输入电压前馈补偿。使用降压开关电流信号进行 PWM 控制的缺点在于，由于电路寄生效应必须滤波或消隐，会产生较大的前沿尖峰。此外，电流测量会引入明显的传播延迟。滤波、消隐时间及传播延迟限制了可实现的最小脉冲宽度。在输入电压与输出电压相比可能相对较大的应用中，需要控制小脉冲宽度和占空比才能进行调节。

LM5005 使用唯一的斜坡发生器，它实际上并不测量降压开关电流，而是重建电流信号。重建或仿真电感器电流可为 PWM 比较器提供斜坡信号，而没有前沿尖峰和测量或滤波延迟。电流重构由两个元件组成；采样保持直流电平及仿真电流斜坡。

LM5005 仿真电流检测斜坡波形图 6-5 仿真电流检测斜坡波形

图 6-5 中所示的采样和保持直流电平是通过测量续流肖特基二极管中的电流得出的。将续流二极管的阳极端子连接至 LM5005 的 IS 引脚。二极管电流流过 IS 和 PGND 引脚之间的内部电流检测电阻。在降压开关的下一个导通间隔开始之前，对检测电阻器上的电压电平进行采样并保持。二极管电流检测与采样保持可提供重建电流信号的直流电平。正斜率电感器电流斜坡由一个内部压控电流源以及一个连接在 RAMP 于 AGND 引脚之间的外部电容器进行仿真。模拟电感器电流的斜坡电流源是由方程式 2 给出的输入和输出电压的函数。

方程式 2. I R A M P = 5 μ A × V I N - V O U T + 25 μ A

RAMP 电容器的正确选择与否取决于所选的输出电感。使用方程式 3 选择 CRAMP 的电感。

方程式 3. C R A M P = L F × 10 - 5

其中

  • LF 是以亨为单位的输出电感

使用该值，仿真电流斜坡的比例因子约等于直流电平采样保持的比例因子 (0.5V/A)。将 CRAMP 电容器靠近 LM5005 RAMP 和 AGND 引脚放置。

如果占空比大于 50%，峰值电流模式控制电路会受到次谐波振荡的影响。次谐波振荡通常以观察开关节点电压波形的交替宽脉冲和窄脉冲为特征。向电流检测信号添加固定斜率电压斜坡（斜率补偿）可以防止此振荡。仿真电流源提供的失调电流 25µA 会向斜坡信号增加一些固定斜率。在某些高输出电压和高占空比应用中，可能需要额外的斜率。在这些应用中，可以在 VCC 和 RAMP 引脚之间添加一个上拉电阻器来增加斜坡斜率补偿。

对于 VOUT > 7.5V 的情况，使用方程式 4 计算最佳斜率电流。

方程式 4. I O S = V O U T × 5 μ A / V

例如 VOUT = 10V 时，IOS = 50µA。

使用方程式 5 在 RAMP 引脚与 VCC 之间安装一个电阻器。

方程式 5. R R A M P = V V C C I O S - 25 μ A
LM5005 当 VOUT > 7.5V 时，将外部斜坡电阻器连接到 VCC图 6-6 当 VOUT > 7.5V 时，将外部斜坡电阻器连接到 VCC