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  • LM3481-Q1 适用于升压、SEPIC 和反激式直流/直流转换器的高效控制器

    • ZHCSTU4B March   2011  – December 2024 LM3481-Q1

      PRODUCTION DATA  

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  • LM3481-Q1 适用于升压、SEPIC 和反激式直流/直流转换器的高效控制器
  1.   1
  2. 1 特性
  3. 2 应用
  4. 3 说明
  5. 4 引脚配置和功能
    1.     引脚功能
  6. 5 规格
    1. 5.1 绝对最大额定值
    2. 5.2 ESD 等级：LM3481-Q1
    3. 5.3 建议运行额定值
    4. 5.4 热性能信息
    5. 5.5 电气特性
    6. 5.6 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 过压保护
      2. 6.3.2 偏置电压
      3. 6.3.3 斜率补偿斜坡
      4. 6.3.4 频率调节、同步和关断
      5. 6.3.5 欠压锁定 (UVLO) 引脚
      6. 6.3.6 短路保护
    4. 6.4 器件功能模式
  8. 7 应用和实施
    1. 7.1 应用信息
    2. 7.2 典型应用
      1. 7.2.1 升压转换器
        1. 7.2.1.1 设计要求
        2. 7.2.1.2 详细设计过程
          1. 7.2.1.2.1  使用 WEBENCH 工具定制设计方案
          2. 7.2.1.2.2  功率电感器选型
          3. 7.2.1.2.3  对输出电压和输出电流进行编程
          4. 7.2.1.2.4  带有额外斜率补偿的电流限制
          5. 7.2.1.2.5  功率二极管选型
          6. 7.2.1.2.6  功率 MOSFET 选型
          7. 7.2.1.2.7  输入电容器选型
          8. 7.2.1.2.8  输出电容器选型
          9. 7.2.1.2.9  驱动器电源电容器选型
          10. 7.2.1.2.10 补偿
        3. 7.2.1.3 应用曲线
      2. 7.2.2 典型的 SEPIC 转换器
        1. 7.2.2.1 设计要求
        2. 7.2.2.2 详细设计过程
          1. 7.2.2.2.1 功率 MOSFET 选型
          2. 7.2.2.2.2 功率二极管选型
          3. 7.2.2.2.3 电感器 L1 和 L2 选型
          4. 7.2.2.2.4 检测电阻选型
          5. 7.2.2.2.5 SEPIC 电容器选型
          6. 7.2.2.2.6 输入电容器选型
          7. 7.2.2.2.7 输出电容器选型
        3. 7.2.2.3 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
      2. 7.4.2 布局示例
  9. 8 器件和文档支持
    1. 8.1 文档支持
      1. 8.1.1 使用 WEBENCH 工具定制设计方案
      2. 8.1.2 相关文档
    2. 8.2 接收文档更新通知
    3. 8.3 支持资源
    4. 8.4 商标
  10. 9 修订历史记录
  11. 10机械、封装和可订购信息
  12. 重要声明
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Data Sheet

LM3481-Q1 适用于升压、SEPIC 和反激式直流/直流转换器的高效控制器

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

  • 符合面向汽车应用的 AEC-Q100 标准：
    • 器件温度等级 1：–40°C 至 +125°C，TA
  • 10 引脚 VSSOP 封装
  • 具备 1A 峰值电流能力的内部推挽驱动器
  • 电流限值和热关断
  • 通过电容器和电阻器优化的频率补偿
  • 内部软启动
  • 电流模式运行
  • 具备迟滞的可调节欠压锁定
  • 轻负载状态下的脉冲跳跃
  • 主要规格
    • 2.97V 至 48V 的宽电源电压范围
    • 可调节且可同步的时钟频率（100kHz 至 1MHz）
    • ±1.5%（过热）内部基准
    • 10µA 关断电流（过热）
  • 使用 LM3481-Q1 并借助 WEBENCH Power Designer 创建定制设计

2 应用

  • 牵引逆变器和车载充电器中的隔离式电源（反激式）
  • ADAS - 驾驶员监控
  • 数字驾驶舱和音响主机

3 说明

LM3481-Q1 是一款适用于开关稳压器的多功能低侧 N-FET 高性能控制器。该器件设计用于升压、SEPIC 和反激式转换器以及需要将低侧 FET 作为初级开关的拓扑。LM3481-Q1 器件可以在很高的开关频率下工作，用于减小整体解决方案尺寸。通过使用单个外部电阻器，或将 LM3481-Q1 器件与外部时钟同步，可将该器件的开关频率调整为 100kHz 到 1MHz 之间的任意值。除了逐周期电流限制外，电流模式控制还可提供卓越的带宽和瞬态响应。可以使用单个外部电阻器对电流限值进行编程。

LM3481-Q1 器件具有内置保护功能，例如热关断、短路保护和过压保护。节能关断模式可以将总电源电流降低至 5µA，并支持电源时序控制。内部软启动会限制启动时的浪涌电流。集成电流斜率补偿可简化设计，如果特定应用需要，可以使用单个电阻器来增加该电流斜率补偿。

器件信息
器件型号 封装 (1) 本体尺寸（标称值）
LM3481-Q1 VSSOP (10) 3.00mm × 3.00mm
(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。
LM3481-Q1 5V 至 12V 升压转换器典型应用5V 至 12V 升压转换器典型应用

4 引脚配置和功能

LM3481-Q1 10 引脚VSSOP 封装顶视图

图 4-1 10 引脚VSSOP 封装顶视图

引脚功能

引脚I/O说明
编号名称
1ISENA电流检测输入引脚。外部检测电阻上产生的电压会被馈送到该引脚。
2UVLOA欠压锁定引脚。从 VIN 到接地端的电阻分压器连接到 UVLO 引脚。这些电阻的比率决定了允许开关的输入电压，以及禁用开关的迟滞。
3COMPA补偿引脚。连接到该引脚的电阻器和电容器组合为控制环路提供补偿。
4FBA反馈引脚。误差放大器的反相输入。
5AGNDG模拟接地引脚。内部偏置电路基准。应单点连接至 PGND。
6FA/SYNC/SDI/A频率调节、同步和关断引脚。在该引脚与接地端之间连接的电阻器设置振荡器频率。此引脚上的外部时钟信号将使控制器与时钟频率同步。该引脚上的高电平持续 ≥ 30µs 时会关断器件，然后器件通常会从电源汲取 5µA 电流。
7PGNDG电源地引脚。外部电源电路基准。应单点连接至 AGND。
8DROIC 的驱动引脚。外部 MOSFET 的栅极应连接到该引脚。
9VCCO驱动器电源电压引脚。旁路电容器必须从该引脚连接到 PGND。请参阅节 7.2.1.2.9 部分。避免进行外部偏置。
10VINP电源输入引脚。

5 规格

5.1 绝对最大额定值

在自然通风条件下的工作温度范围内测得（除非另有说明）(1)
最小值 最大值 单位
VIN 引脚电压 -0.4 50 V
FB 引脚电压 -0.4 6 V
FA/SYNC/SD 引脚电压 -0.4 6 V
COMP 引脚电压 -0.4 6 V
UVLO 引脚电压 -0.4 6 V
VCC 引脚电压 -0.4 7 V
DR 引脚电压 -0.4 7 V
ISEN 引脚电压 -400 600 mV
峰值驱动器输出电流 1 A
功率耗散 内部受限制
结温 150 °C
引线温度（仅适用于工作条件） DGS 封装 220 °C
峰值体温(2) 260 °C
Tstg 贮存温度范围 -65 150 °C
(1) 绝对最大额定值是指超过之后可能对器件造成损坏的限值。节 5.3表示器件可正常工作的条件，但不保证特定性能限制。有关保证的各种规格和测试条件，请参阅节 5.5。保证的规格仅适用于测试条件。
(2) 器件符合 MSL1-260C 标准

5.2 ESD 等级：LM3481-Q1

最小值 最大值 单位
V(ESD) 静电放电 人体放电模型 (HBM)，符合 AEC Q100-002 标准(1) -2000 +2000 V
充电器件模型 (CDM)，符合 AEC Q100-011 标准 转角引脚（1、5、6 和 10） -750 +750
其他引脚 -750 +750
(1) AEC Q100-002 指示应当按照 ANSI/ESDA/JEDEC JS-001 规范执行 HBM 应力测试。

5.3 建议运行额定值

最小值 最大值 单位
电源电压 2.97 48 V
结温范围 -40 125 °C
开关频率范围 100 1000 kHz

5.4 热性能信息

热指标 (1) LM3481-Q1 单位
VSSOP
10 引脚
RθJA 结至环境热阻 151.0 °C/W
RθJC(top) 结至外壳（顶部）热阻 65.6
RθJB 结至电路板热阻 83.5
ψJT 结至顶部特征参数 7.5
ψJB 结至电路板特征参数 82.4
RθJC(bot) 结至外壳（底部）热阻 -
(1) 有关新旧热指标的更多信息，请参阅 IC 封装热指标应用报告。

5.5 电气特性

VIN= 12V，RFA= 40kΩ，TJ = 25°C，除非另有说明。
参数 测试条件 最小值 典型值 最大值 单位
VFB 反馈电压 VCOMP = 1.4V，2.97V ≤ VIN ≤ 48V 1.275 V
VCOMP = 1.4V，2.97V ≤ VIN ≤ 48V，–40°C ≤ TJ ≤ 125°C 1.256 1.294
ΔVLINE 反馈电压线性调整率 2.97V ≤ VIN ≤ 48V 0.003 %/V
ΔVLOAD 输出电压负载调整率 IEAO 拉电流/灌电流 ±0.5 %/A
VUVLOSEN 欠压锁定基准电压 VUVLO 逐渐下降 1.430 V
VUVLO 逐渐下降，–40°C ≤ TJ ≤ 125°C 1.345 1.517
IUVLO UVLO 拉电流 启用 5 µA
启用，–40°C ≤ TJ ≤ 125°C 3 6
VUVLOSD UVLO 关断电压 0.55 0.7 0.82 V
ICOMP COMP 引脚电流源 VFB = 0V 640 µA
VCOMP VFB = 1.275V 1.4 V
fnom 标称开关频率 RFA = 40kΩ 475 kHz
RFA = 40kΩ，–40°C ≤ TJ ≤ 125°C 406 550
Vsync-HI FA/SYNC/SD 引脚上的同步阈值 同步电压上升 1.4 V
Vsync-LOW FA/SYNC/SD 引脚上的同步阈值 同步电压下降 0.7 V
RDS1 (ON) 驱动器开关导通电阻（顶部） IDR = 0.2A，VIN= 5V 4 Ω
RDS2 (ON) 驱动器开关导通电阻（底部） IDR = 0.2A 2 Ω
VDR (max) 最大驱动电压摆幅(1) VIN < 6V VIN V
VIN ≥ 6V 6
Dmax 最大占空比 RFA = 40kΩ 81 85 %
tmin (on) 最短导通时间 250 363 ns
整个温度范围内的最坏情况 571 ns
ISUPPLY 电源电流（开关） 请参阅(2) 3.7 mA
请参阅(2)，–40°C ≤ TJ ≤ 125°C 5.0
IQ 关断模式下的静态电流 VFA/SYNC/SD = 3V(3)，VIN = 12V 9 µA
VFA/SYNC/SD = 3V(3)，VIN = 12V，–40°C ≤ TJ ≤ 125°C 15
VFA/SYNC/SD = 3V(3)，VIN = 5V 5
VFA/SYNC/SD = 3V(3)，VIN = 5V，–40°C ≤ TJ ≤ 125°C 10
VSENSE 电流检测阈值电压 160 mV
–40°C ≤ TJ ≤ 125°C 100 190
VSC 短路电流限制检测电压 220 mV
–40°C ≤ TJ ≤ 125°C 157 275
VSL 内部补偿斜坡电压 90 mV
VOVP 输出过压保护（相对于反馈电压）(4) VCOMP = 1.4V 85 mV
VCOMP = 1.4V，–40°C ≤ TJ ≤ 125°C 26 135
VOVP(HYS) 输出过压保护迟滞 VCOMP = 1.4V 70 mV
VCOMP = 1.4V，–40°C ≤ TJ ≤ 125°C 28 106
Gm 误差放大器跨导 VCOMP = 1.4V 450 µS
VCOMP = 1.4V，–40°C ≤ TJ ≤ 125°C 216 690
AVOL 误差放大器电压增益 VCOMP = 1.4V，IEAO = 100µA（拉电流/灌电流） 60 V/V
VCOMP = 1.4V，IEAO = 100µA（拉电流/灌电流），–40°C ≤ TJ ≤ 125°C 35 66
IEAO 误差放大器输出电流（拉电流/灌电流） 拉电流，VCOMP = 1.4V，VFB = 0V 640 µA
拉电流，VCOMP = 1.4V，VFB = 0V，–40°C ≤ TJ ≤ 125°C 475 837
灌电流，VCOMP = 1.4V，VFB = 1.4V 65 µA
灌电流，VCOMP = 1.4V，VFB = 1.4V，–40°C ≤ TJ ≤ 125℃ 31 100
VEAO 误差放大器输出电压摆幅 上限：VFB = 0V，COMP 引脚悬空 2.70 V
上限：VFB = 0V，COMP 引脚悬空，–40°C ≤ TJ ≤ 125°C 1.8 2.93
下限：VFB = 1.4V 0.60 V
下限：VFB = 1.4V，–40°C ≤ TJ ≤ 125°C 0.32 0.90
tSS 内部软启动延迟 VFB = 1.2V，COMP 引脚悬空 8.7 15 21.3 ms
tr 驱动引脚上升时间 Cgs = 3000pf、VDR = 0V 至 3V 25 ns
tf 驱动引脚下降时间 Cgs = 3000pf、VDR = 3V 至 0V 25 ns
VSD 关断信号阈值(5)FA/SYNC/SD 引脚 输出 = 高电平（关断） 1.31 V
输出 = 高电平（关断），–40°C ≤ TJ ≤ 125°C 1.40
输出 = 低电平（使能） 0.68 V
输出 = 低电平（使能），–40°C ≤ TJ ≤ 125°C 0.40
ISD 关断引脚电流 FA/SYNC/SD 引脚 VSD = 5V -1 µA
VSD = 0V 20
TSD 热关断 165 °C
Tsh 热关断迟滞 10 °C
(1) 当输入电压小于 6V 时，驱动引脚电压 VDR 等于输入电压。当输入电压大于或等于 6V 时，VDR 等于 6V。
(2) 此测试中使用 40kΩ 电阻器将 FA/SYNC/SD 引脚拉至地。
(3) 此测试中使用 40kΩ 电阻器将 FA/SYNC/SD 引脚拉至 3V。
(4) 过压保护是根据反馈电压指定的。这是因为过压保护会跟踪反馈电压。通过将反馈电压 (VFB) 与过压保护规格相加可以计算得出过压阈值。
(5) FA/SYNC/SD 引脚应通过电阻器拉至高电平，以关闭稳压器。FA/SYNC/SD 引脚上的电压必须高于“输出 = 高电平”的最大限值并保持超过 30µs，才能使稳压器保持关闭状态，并必须低于“输出 = 低电平”的最小限值，以使稳压器保持开启状态。

5.6 典型特性

除非另有说明，否则 VIN = 12V 且 TJ = 25°C。

LM3481-Q1 COMP 引脚电压与负载电流间的关系图 5-1 COMP 引脚电压与负载电流间的关系
LM3481-Q1 效率与负载电流间的关系（3.3V VIN 和 12V VOUT）图 5-3 效率与负载电流间的关系（3.3V VIN 和 12V VOUT）
LM3481-Q1 效率与负载电流间的关系（9V VIN 和 12V VOUT）图 5-5 效率与负载电流间的关系（9V VIN 和 12V VOUT）
LM3481-Q1 COMP 引脚拉电流与温度间的关系图 5-7 COMP 引脚拉电流与温度间的关系
LM3481-Q1 ISupply 与输入电压间的关系（开关）图 5-9 ISupply 与输入电压间的关系（开关）
LM3481-Q1 驱动电压与输入电压间的关系图 5-11 驱动电压与输入电压间的关系
LM3481-Q1 电流检测阈值与输入电压间的关系图 5-13 电流检测阈值与输入电压间的关系
LM3481-Q1 最短导通时间与温度间的关系图 5-15 最短导通时间与温度间的关系
LM3481-Q1 开关频率与 RFA 间的关系图 5-2 开关频率与 RFA 间的关系
LM3481-Q1 效率与负载电流间的关系（5V VIN 和 12V VOUT）图 5-4 效率与负载电流间的关系（5V VIN 和 12V VOUT）
LM3481-Q1 频率与温度间的关系图 5-6 频率与温度间的关系
LM3481-Q1 ISupply 与输入电压间的关系（非开关）图 5-8 ISupply 与输入电压间的关系（非开关）
LM3481-Q1 关断阈值迟滞与温度间的关系图 5-10 关断阈值迟滞与温度间的关系
LM3481-Q1 短路保护与 VIN 间的关系图 5-12 短路保护与 VIN 间的关系
LM3481-Q1 补偿斜坡幅度与输入电压间的关系图 5-14 补偿斜坡幅度与输入电压间的关系

 
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