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产品详细信息

参数

Vin (Min) (V) 3.8 Vin (Max) (V) 65 Vout (Min) (V) 1.5 Vout (Max) (V) 15 Iout (Max) (A) 30 Iq (Typ) (mA) 0.035 Iq (Typ) (uA) 35 Switching frequency (Min) (kHz) 350 Switching frequency (Max) (kHz) 2600 Features Adjustable Current Limit, Enable, Frequency Synchronization, Light Load Efficiency, Power Good, Pre-Bias Start-Up, Spread Spectrum, Synchronous Rectification, Tracking, UVLO Fixed Operating temperature range (C) -40 to 150 Regulated outputs (#) 1 TI functional safety category Functional Safety-Capable Number of Phases 1 Rating Automotive open-in-new 查找其它 降压控制器(外部开关)

封装|引脚|尺寸

VQFN (RGE) 24 16 mm² 4 x 4 open-in-new 查找其它 降压控制器(外部开关)

特性

  • Qualified for Automotive Applications
  • 具有符合 AEC-Q100 标准的下列特性:
    • Device Temperature Grade 1: –40°C to +125°C Ambient Operating Temperature
    • Device HBM ESD Classification Level 2
    • Device CDM ESD Classification Level C4B
  • VIN:3.8V 至 65V(绝对最大值 70V)
  • 输出:固定电压为 3.3V 或 5V,或可调电压为
    1.5V 至 15V,精度为 ±0.8%
  • 2.2MHz 或 440kHz 固定开关频率,精度 ±5%
  • 具有压摆率控制的高侧和低侧栅极驱动器
  • 通过改变模拟电压或 RT 电阻实现可选频移
  • 可选择与外部时钟保持同步
  • 可选扩展频谱
  • 关断模式 IQ:10µA(典型值)
  • 低功耗待机模式 IQ:35µA(典型值)
  • 限流阈值为 75mV,精度为 ±0.9%
  • 外部电阻或 DCR 电流感测
  • 输出使能逻辑输入
  • 针对持续过载条件的断续模式
  • 电源正常指示输出
  • 可选二极管仿真或强制脉宽调制模式
  • 具有可湿性侧面的 24 引脚 VQFN 封装
  • 使用 LM5141-Q1 并借助 WEBENCH® 电源设计器创建定制设计

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描述

LM5141-Q1 是一款用于高压宽 VIN 降压转换器应用的同步降压 控制器。此控制方法基于峰值电流模式控制。电流模式控制具有固有线路前馈、逐周期电流限制和简化的环路补偿等特性。LM5141-Q1 具备 压摆率控制功能,能够轻松满足 CISPR 和汽车 EMI 要求。

LM5141-Q1 有两种开关频率可选:2.2MHz 和 440kHz。栅极驱动器具有压摆率控制功能,可对其进行调整以降低 EMI。

在轻负载或无负载条件下,LM5141-Q1 通过在跳周期模式下运行来提升低功耗效率。LM5141-Q1 具备一个自动切换至外部偏置电源的高电压偏置稳压器,能够提升效率并降低 IQ(来自 VIN)。可调 特性 包括频率同步、逐周期电流限制、针对持续过载条件的断续模式故障保护以及电源正常输出。

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技术文档

= TI 精选相关文档
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类型 标题 下载最新的英文版本 日期
* 数据表 LM5141-Q1 具有宽输入范围的同步降压控制器 数据表 (Rev. D) 下载英文版本 (Rev.D) 2018年 4月 4日
白皮书 电源EMI规格概述 下载英文版本 2020年 10月 14日
应用手册 LM25141-Q1 FIT Rate and Failure Mode Distribution 2019年 12月 23日
白皮书 Valuing wide VIN, low EMI synchronous buck circuits for cost-driven, demanding a 2019年 4月 10日
白皮书 An overview of radiated EMI specifications for power supplies 2018年 6月 5日
用户指南 LM5141-Q1 EVM User’s Guide 2018年 1月 10日
应用手册 Improving EMI for free with PCB layout 2017年 11月 13日
用户指南 PMP15019 Test Results 2017年 2月 28日
应用手册 Designing the front-end DC/DC conversion stage to withstand automotive transient 2017年 1月 18日
应用手册 Reduce buck-converter EMI and voltage stress by minimizing inductive parasitics 2016年 7月 21日
技术文章 Exploiting current-mode control for wide Vin DC/DC conversion 2014年 8月 14日

设计与开发

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硬件开发

评估板 下载
document-generic 用户指南
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说明
LM5141QRGEVM 评估板利用峰值电流模式控制提供了功能齐全的降压电源。此评估板在电流为 5A 时提供 5.0V 电压。正常输入电压范围为 8V 至 18V。
特性
  • 输入电压为 5.5V 至 42V
  • 电流为 5A 时电压为 5.0V
  • 2.2MHz 运行频率可避开汽车 AM 波段
  • 10µA 的低关断 IQ
  • 35µA 低待机电流(无负载情况下的稳定输出)

设计工具和仿真

仿真模型 下载
SNVMAU4A.ZIP (123 KB) - PSpice Model
仿真工具 下载
PSPICE® for TI design and simulation tool
PSPICE-FOR-TI — PSpice® for TI 可提供帮助评估模拟电路功能的设计和仿真环境。此功能齐全的设计和仿真套件使用 Cadence® 的模拟分析引擎。PSpice for TI 可免费使用,包括业内超大的模型库之一,涵盖我们的模拟和电源产品系列以及精选的模拟行为模型。

借助 PSpice for TI 的设计和仿真环境及其内置的模型库,您可对复杂的混合信号设计进行仿真。创建完整的终端设备设计和原型解决方案,然后再进行布局和制造,可缩短产品上市时间并降低开发成本。 

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除了一个完整的预加载模型库之外,您还可以在 PSPICE-FOR-TI 工具中轻松访问 TI 器件的全新技术资料。在您确认找到适合您应用的器件后,可访问 TI store 购买产品。 

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入门

  1. 申请使用 PSPICE-FOR-TI 仿真器
  2. 下载并安装
  3. 观看有关仿真入门的培训
特性
  • 利用 Cadence PSpice 技术
  • 带有一套数字模型的预装库可在最坏情形下进行时序分析
  • 动态更新确保您可以使用全新的器件型号
  • 针对仿真速度进行了优化,且不会降低精度
  • 支持对多个产品进行同步分析
  • 基于 OrCAD Capture 框架,提供对业界广泛使用的原理图捕获和仿真环境的访问权限
  • 可离线使用
  • 在各种工作条件和器件容许范围内验证设计,包括
    • 自动测量和后处理
    • Monte Carlo 分析
    • 最坏情形分析
    • 热分析
计算工具 下载
LM5141-Q1 控制器快速入门设计工具
LM5141DESIGN-CALC — Welcome to the LM5141-Q1 quickstart design tool. This standalone tool facilitates and assists the power supply engineer with design of a DC/DC buck regulator based on the LM5141-Q1 65-V synchronous buck DC/DC controller with low IQ. As such, the user can expeditiously arrive at an optimized design (...)
document-generic 用户指南
特性
  • Determine buck inductance and input and output capacitances
  • Select components for soft-start, hiccup-mode restart, OCP, switching frequency and output voltage setpoint(s)
  • Optimize compensation values and pole/zero placement in terms of control loop stability using crossover frequency as a performance (...)
计算工具 下载
SNVC198B.ZIP (1690 KB)

参考设计

参考设计 下载
具有两个 4Gbps 四通道解串器的 ADAS 8 通道传感器融合集线器参考设计
TIDA-01413 — 此传感器融合集线器参考设计最多允许通过同轴电缆连接 4 个 200 万像素摄像头和 4 个雷达模块。该设计利用这些同轴电缆为传感器提供电源、反向通道通信和时钟同步。两个 4Gbps FPD-Link III 四通道解串器支持通过 Samtec 连接器将移动行业处理器接口 (MIPI) 摄像头串行接口 2 (CSI-2) 的双路输出连接到应用处理器。
document-generic 原理图 document-generic 用户指南 document-generic 下载英文版本 (Rev.A)
参考设计 下载
采用 LM5141-Q1 的汽车类高电流、宽输入电压同步降压控制器参考设计
PMP15019 — PMP15019 使用 LM5141-Q1 低 Iq 同步降压控制器作为高电流汽车直流/直流电源的核心器件。PMP15019 可在输出电压 + 0.5V 至 42V 的输入电压范围内运行。该 EVM 可提供 5.0V 输出(默认),具有瞬态 15A、20A 的最大负载电流。可对该器件进行配置,输出电压可设置为 3.3V,振荡器可设置为以 440kHz(默认)或 2.2MHz 的频率进行切换。
document-generic 原理图 document-generic 用户指南
参考设计 下载
汽车类 EMI 与热性能经优化的同步降压转换器参考设计
PMP21795 — 该参考设计是用于汽车应用的 EMI 和热性能优化型同步降压转换器。该电路由标称 12V 电池供电,提供 3.3V 的输出电压(电流为 8A)。该设计使用开关频率为 440kHz 的同步降压控制器。可通过跳线选择强制脉宽调制或二极管仿真模式。频率抖动用于提高 EMI 性能。
document-generic 原理图 document-generic 用户指南
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工作频率为 2.2MHz 的 25W 汽车启停系统参考设计
PMP15041 — 汽车 12V 电池通常在 9V-16V 范围内运行。但是,该电压有可能会由于冷启动和负载突降等瞬态而出现大幅变化。此参考设计可利用 LM5150-Q1 和 LM5141-Q1 生成经过良好调节的 25W (5V, 5A) 输出,而不受高输入电压瞬态的影响。LM5150-Q1 将实施为一个预升压控制器,仅在输入电压低于 6.8V 时进行开关操作,而且会在未进行开关操作时将电感器用作差分 EMI 滤波器。LM5141-Q1 则作为降压控制器,用以对 5V 输出进行调节。这两个器件的频率均为 2.2MHz。
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适用于汽车仪表组的同步降压转换器参考设计
PMP20682 — PMP20682 是一种采用 LM5141-Q1 同步降压控制器 IC 的同步降压转换器参考设计。此设计接受 5V 至 40V 输入电压,并提供 3.3V 输出,能够为负载提供 10A 电流。输入端包含一个 EMI 滤波器。可选频率抖动和压摆率控制功能可用于实现额外的 EMI 控制。此设计为底部 MOSFET 散热器提供了安装孔。
document-generic 原理图 document-generic 用户指南
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适用于存储服务器的 137W 保持转换器参考设计
PMP20818 — PMP20818 是采用 LM3481 非同步升压控制器和 LM5141-Q1 同步降压控制器的保持参考设计。当 12V 输入电源可用时,降压转换器被禁用,而升压转换器会为容性保持区充电。在停电的情况下,升压转换器被禁用,而降压转换器能够在 12.5A 的负载下保持 12V 输入轨达 15ms。
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汽车同步降压(3.3V,12.0A)参考设计
PMP30339 在输入电压范围为 9V 至 18V,电流为 12A 时,该汽车单相同步降压转换器可提供 3.3V 电压。短时间运行的扩展输入电压范围为 4.5V 至 32V。
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CAD/CAE 符号

封装 引脚 下载
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