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LM5141-Q1

現行

車用寬輸入 2.2-MHz 低 IQ 同步降壓控制器

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產品規格表

LM5141-Q1

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產品詳細資料

Rating Automotive Topology Buck Iout (max) (A) 20 Vin (max) (V) 65 Vin (min) (V) 3.8 Vout (max) (V) 15 Vout (min) (V) 1.5 Control mode current mode Features Adjustable current limit, Enable, Frequency synchronization, Light Load Efficiency, Power good, Pre-Bias Start-Up, Spread Spectrum, Synchronous Rectification, Tracking, UVLO Fixed EMI features Spread Spectrum Duty cycle (max) (%) 78 Iq (typ) (A) 0.000035 Number of phases 1 TI functional safety category Functional Safety-Capable Operating temperature range (°C) -40 to 150
Rating Automotive Topology Buck Iout (max) (A) 20 Vin (max) (V) 65 Vin (min) (V) 3.8 Vout (max) (V) 15 Vout (min) (V) 1.5 Control mode current mode Features Adjustable current limit, Enable, Frequency synchronization, Light Load Efficiency, Power good, Pre-Bias Start-Up, Spread Spectrum, Synchronous Rectification, Tracking, UVLO Fixed EMI features Spread Spectrum Duty cycle (max) (%) 78 Iq (typ) (A) 0.000035 Number of phases 1 TI functional safety category Functional Safety-Capable Operating temperature range (°C) -40 to 150
VQFN (RGE) 24 16 mm² (4 mm × 4 mm)
  • Qualified for Automotive Applications
  • AEC-Q100 Qualified With the Following Results:
    • 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: 3.8 V to 65 V (70 V Absolute Maximum)
  • Output: Fixed 3.3 V, 5 V, or Adjustable From
    1.5 V to 15 V with ±0.8% Accuracy
  • Fixed 2.2-MHz or 440-kHz Switching Frequency with ±5% Accuracy
  • High-Side and Low-Side Gate Drive With Slew-Rate Control
  • Optional Frequency Shift by Varying an Analog Voltage or RT Resistor
  • Optional Synchronization to an External Clock
  • Optional Spread Spectrum
  • Shutdown Mode IQ: 10 µA Typical
  • Low Standby Mode IQ: 35 µA Typical
  • 75-mV Current Limit Threshold with ±0.9% Accuracy
  • External Resistor or DCR Current Sensing
  • Output Enable Logic Input
  • Hiccup Mode for Sustained Overload
  • Power-Good Indication Output
  • Selectable Diode Emulation or Forced Pulse-Width Modulation
  • 24-pin VQFN Package With Wettable Flanks
  • Create a Custom Design Using the LM5141-Q1 With the WEBENCH® Power Designer
  • Qualified for Automotive Applications
  • AEC-Q100 Qualified With the Following Results:
    • 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: 3.8 V to 65 V (70 V Absolute Maximum)
  • Output: Fixed 3.3 V, 5 V, or Adjustable From
    1.5 V to 15 V with ±0.8% Accuracy
  • Fixed 2.2-MHz or 440-kHz Switching Frequency with ±5% Accuracy
  • High-Side and Low-Side Gate Drive With Slew-Rate Control
  • Optional Frequency Shift by Varying an Analog Voltage or RT Resistor
  • Optional Synchronization to an External Clock
  • Optional Spread Spectrum
  • Shutdown Mode IQ: 10 µA Typical
  • Low Standby Mode IQ: 35 µA Typical
  • 75-mV Current Limit Threshold with ±0.9% Accuracy
  • External Resistor or DCR Current Sensing
  • Output Enable Logic Input
  • Hiccup Mode for Sustained Overload
  • Power-Good Indication Output
  • Selectable Diode Emulation or Forced Pulse-Width Modulation
  • 24-pin VQFN Package With Wettable Flanks
  • Create a Custom Design Using the LM5141-Q1 With the WEBENCH® Power Designer

The LM5141-Q1 is a synchronous buck controller, intended for high voltage wide VIN step-down converter applications. The control method is peak current mode control. Current mode control provides inherent line feed-forward, cycle-by-cycle current limiting, and ease-of-loop compensation. The LM5141-Q1 features slew rate control to simplify the compliance with CISPR and automotive EMI requirements.

The LM5141-Q1 has two selectable switching frequencies: 2.2 MHz and 440 kHz. Gate drivers with slew rate Control that can be adjusted to reduce EMI.

In light or no-load conditions, the LM5141-Q1 operates in skip cycle mode for improved low power efficiency. The LM5141-Q1 has a high voltage bias regulator with automatic switch-over to an external bias to reduce the IQ current from VIN. Additional features include frequency synchronization, cycle-by-cycle current limit, hiccup mode fault protection for sustained overload, and power good output.

The LM5141-Q1 is a synchronous buck controller, intended for high voltage wide VIN step-down converter applications. The control method is peak current mode control. Current mode control provides inherent line feed-forward, cycle-by-cycle current limiting, and ease-of-loop compensation. The LM5141-Q1 features slew rate control to simplify the compliance with CISPR and automotive EMI requirements.

The LM5141-Q1 has two selectable switching frequencies: 2.2 MHz and 440 kHz. Gate drivers with slew rate Control that can be adjusted to reduce EMI.

In light or no-load conditions, the LM5141-Q1 operates in skip cycle mode for improved low power efficiency. The LM5141-Q1 has a high voltage bias regulator with automatic switch-over to an external bias to reduce the IQ current from VIN. Additional features include frequency synchronization, cycle-by-cycle current limit, hiccup mode fault protection for sustained overload, and power good output.

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* 資料表 LM5141-Q1 Wide Input Range Synchronous Buck Controller datasheet (Rev. D) PDF | HTML 2017/12/18
應用說明 Controller to Converter – Design Considerations for 24V and 48V Systems PDF | HTML 2024/10/2
功能安全資訊 LM25141-Q1 Functional Safety, FIT Rate, Failure Mode Distribution and Pin FMA (Rev. A) PDF | HTML 2022/5/10
功能安全資訊 LM5141-Q1 Functional Safety, FIT Rate, Failure Mode Distribution and Pin FMA PDF | HTML 2022/4/5
電子書 An Engineer’s Guide to Low EMI in DC/DC Regulators 2021/4/21
白皮書 Valuing wide VIN, low EMI synchronous buck circuits for cost-driven, demanding a (Rev. A) 2019/4/10
應用說明 Understanding Inverting Buck-Boost Power Stages in Switch Mode Power Supplies (Rev. B) 2019/3/12
白皮書 An overview of radiated EMI specifications for power supplies 2018/6/5
白皮書 An overview of conducted EMI specifications for power supplies 2018/2/1
Application brief Improve DC/DC Regulator EMI for Free with Optimized Power Stage Layout 2017/11/13
測試報告 PMP15019 Test Results 2017/2/28
類比設計期刊 Designing the front-end DC/DC conversion stage to withstand automotive transient 2017/1/18
類比設計期刊 Reduce buck-converter EMI and voltage stress by minimizing inductive parasitics 2016/7/21

設計與開發

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開發板

LM5141QRGEVM — LM5141QRG 同步降壓轉換器評估模組

LM5141QRGEVM 評估板提供全功能降壓電源供應器，採用峰值電流模式控制。評估板提供 5.0V @ 5A。額定輸入電壓範圍為 8V-18V。
使用指南: PDF
支援產品和硬體
有庫存
限制：
??asset.out-of-stock-ti_zh_TW??
無法提供
模擬型號

LM5141-Q1 and LM25141-Q1 PSpice Transient Model (Rev. A)

SNVMAU4A.ZIP (123 KB) - PSpice 模型
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計算工具

LM5141DESIGN-CALC — LM5141-Q1 controller quickstart design tool

歡迎使用 LM5141-Q1 快速入門設計工具。此獨立工具協助電源供應工程師基於 LM5141-Q1 65-V 同步降壓 DC/DC 控制器（具備低 IQ）設計 DC/DC 降壓穩壓器。因此，使用者可以迅速達到最佳化的設計，以符合應用需求。
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參考設計

PMP15019 — 採用 LM5141-Q1 的車用高電流寬輸入電壓同步降壓控制器參考設計

PMP15019 使用 LM5141-Q1 低 IQ 同步降壓控制器作為高電流汽車 DC/DC 電源供應器的核心。PMP15019 的操作輸入電壓範圍為 VOUT + 0.5V 至 42V。EVM 提供 5.0V 輸出（預設），最大負載電流為 15A，瞬時電流可達 20A。  此裝置具備可配置性，VOUT 可設為 3.3V，振盪器頻率可設為在 440kHz (預設值) 或 2.2MHz 切換。
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參考設計

PMP15041 — 運作頻率爲 2.2 MHz 的 25W 汽車啟停參考設計

車用 12V 電池通常可在 9V-16V 範圍內運作。然而，由於冷啟動和負載突降等暫態條件，此電壓可能會出現較大變化。此參考設計採用 LM5150-Q1 和 LM5141-Q1，不受高輸入電壓暫態的影響，仍能穩定產生 25W (5V, 5A) 輸出。LM5150-Q1 採用預升壓實作，僅在輸入電壓低於 6.8V 時切換，並在非切換期間將電感器做為差動 EMI 濾波器使用。LM5141-Q1 可做為降壓控制器運作，負責調節 5V 輸出。兩臺裝置的切換頻率均為 2.2MHz。
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參考設計

PMP20682 — 車用叢集適用的同步降壓轉換器參考設計

PMP20682 是採用 LM5141-Q1 同步降壓控制器 I.C. 的同步降壓轉換器參考設計此設計接受 5V 至 40V 的輸入電壓，並提供 3.3V 輸出，能夠供應 10A 電流給負載。輸入端採用 EMI 濾波器。選用的頻率抖動及電壓轉換速率控制可用於其他 EMI 控制。底側 MOSFET 散熱片提供安裝孔。
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參考設計

PMP20818 — 適用於儲存伺服器的 137W 保持轉換器參考設計

PMP20818 是使用 LM3481 非同步升壓和 LM5141-Q1 同步降壓控制器的保持參考設計。當 12V 輸入電源可用時，降壓轉換器停用，而升壓轉換器會為電容保持組充電。若發生斷電，升壓轉換器會停用，且降壓轉換器會在 12.5A 的負載下保持 12V 輸入軌 15ms。
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參考設計

PMP21795 — 汽車 EMI 和最佳散熱同步降壓轉換器參考設計

此參考設計為一適合汽車應用的 EMI 及最佳化散熱同步降壓轉換器。電路由額定 12-V 電池供電，在 8A 時提供 3.3V 的輸出電壓。此設計使用一個同步降壓控制器，以每 440kHz 的切換頻率運作。強制脈衝寬度調變或二極體模擬模式可選擇跨接器。頻率抖動用於改善 EMI 性能。
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PMP30339 — 3.3V @ 12.0A 車用同步降壓參考設計

此汽車單相同步降壓轉換器可在 12A 電流下提供 3.3V 電壓，輸入電壓範圍為 9V 至 18V。適合短時間運作的延伸輸入電壓範圍為 4.5V 至 32V。

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參考設計

TIDA-01413 — 具有兩個 4-Gbps 四路解串器的 ADAS 8 通道感測器融合集線器參考設計

此感測器融合集線器參考設計允許透過同軸纜線連接最多四台 2 百萬像素的攝影機和最多四組雷達模組。此設計運用這些同軸纜線為感測器提供電源、後通道通訊及時鐘同步。這兩個 4 Gbps FPD-Link III 四路解串器可透過 Samtec 連接器，支援行動工業處理器介面 (MIPI) 攝影機序列介面-2 (CSI-2) 到應用處理器的雙輸出。
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封裝 針腳 CAD 符號、佔位空間與 3D 模型
VQFN (RGE) 24 Ultra Librarian
適用 TI 的評估品項標準條款與條件。

訂購與品質

建議產品可能具有與此 TI 產品相關的參數、評估模組或參考設計。

支援與培訓

內含 TI 工程師技術支援的 TI E2E™ 論壇

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