Texas Instruments LMR514x0/LMR514x0-Q1同步降壓DC/DC 轉(zhuǎn)換器是寬VIN 、易于使用的同步降壓轉(zhuǎn)換器，能夠驅(qū)動(dòng)高達(dá)4A或5A的負(fù)載電流。該器件具有4V至36V的寬輸入范圍，適用于各種工業(yè)應(yīng)用，對(duì)非穩(wěn)壓電源進(jìn)行功率調(diào)節(jié)。LMR514x0/LMR514x0-Q1具有200kHz至1.1MHz可調(diào)切換頻率，帶外部電阻器，可靈活優(yōu)化效率或外部元器件尺寸。該器件采用PFM版本在輕負(fù)載時(shí)實(shí)現(xiàn)高效率，采用FPWM版本在整個(gè)負(fù)載范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)恒定頻率和小輸出電壓紋波。內(nèi)部設(shè)有軟啟動(dòng)和補(bǔ)償電路，因此僅需極少外部組件即可使用。

該器件具有內(nèi)置保護(hù)特性，例如逐周期電流限制、斷續(xù)模式短路保護(hù)以及功耗過(guò)高時(shí)熱關(guān)斷。Texas Instruments LMR514x0/LMR514x0-Q1采用WSON-12封裝。LMR514x0-Q1器件符合汽車應(yīng)用類AEC-Q100認(rèn)證。

特性

配置用于嚴(yán)苛的工業(yè)應(yīng)用
- 寬輸入電壓范圍：4 V至36 V
- 連續(xù)輸出電流：4A (LMR51440/LME51440-Q1) 或5A (LMR51450/LMR51450-Q1)
- 室溫下±1.0%容差電壓基準(zhǔn)
- 最短接通時(shí)間：75ns（典型值）
- 低靜態(tài)電流：25μA
- 可調(diào)頻率：200kHz至1.1MHz
- 頻率擴(kuò)頻（PFM型號(hào)）
- 保護(hù)特性
  - 精密使能輸入
  - 開(kāi)漏PGOOD
  - VIN 欠壓鎖定 (UVLO)
  - 逐周期限流
  - 具有斷續(xù)模式的輸出短路保護(hù)
  - 熱關(guān)斷
- 低壓差模式運(yùn)行
- 結(jié)溫范圍：-40°C至150°C
支持功能安全
- 來(lái)輔助功能安全系統(tǒng)設(shè)計(jì)的文檔
小型解決方案，易于使用
- 集成式同步整流
- 內(nèi)部補(bǔ)償，便于使用
- WSON-12封裝
引腳兼容封裝中各種選項(xiàng)
- PFM或強(qiáng)制PWM (FPWM) 選項(xiàng)

功能框圖

LMR514x0系列36V同步降壓DC/DC轉(zhuǎn)換器技術(shù)解析

產(chǎn)品概述

LMR514x0是德州儀器(TI)推出的高性能同步降壓轉(zhuǎn)換器系列，包含LMR51440(4A)和LMR51450(5A)兩個(gè)版本。該系列專為工業(yè)應(yīng)用設(shè)計(jì)，采用WSON-12封裝，集成MOSFET和補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò)，提供完整的電源解決方案。

核心特性

?寬輸入電壓范圍?：4V至36V工作電壓，支持瞬態(tài)輸入至36V
?高輸出電流?：連續(xù)輸出電流4A/5A
?超高效率?：PFM模式下峰值效率>90%(12VIN轉(zhuǎn)5VOUT)
?低靜態(tài)電流?：僅25μA(典型值)
?靈活配置?：
- 可調(diào)頻率(200kHz-1.1MHz)
- PFM和FPWM兩種工作模式可選
- 集成擴(kuò)頻功能降低EMI
?完善保護(hù)功能?：
- 逐周期電流限制
- 打嗝模式短路保護(hù)
- 熱關(guān)斷保護(hù)(160°C閾值)

關(guān)鍵參數(shù)分析

電氣規(guī)格

參數(shù)	條件	最小值	典型值	最大值	單位
輸入電壓	穩(wěn)態(tài)	4	-	36	V
輸出電壓	可調(diào)范圍	0.8	-	28	V
開(kāi)關(guān)頻率	RT調(diào)節(jié)	200	-	1100	kHz
靜態(tài)電流	VEN=3.3V	-	25	-	μA
效率	12V→5V@1A	-	94	-	%

效率表現(xiàn)對(duì)比

輸入電壓	輸出電壓	負(fù)載電流	PFM效率	FPWM效率
12V	5V	1A	94%	92%
24V	3.3V	2A	89%	87%
36V	12V	3A	85%	83%

功能架構(gòu)

控制邏輯框圖

器件采用峰值電流模式控制架構(gòu)，包含：

?誤差放大器?：比較FB電壓與0.8V基準(zhǔn)
?PWM比較器?：控制高邊MOSFET導(dǎo)通時(shí)間
?電流檢測(cè)?：實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)高/低邊電流
?保護(hù)電路?：集成多種保護(hù)功能

引腳功能詳解

引腳	名稱	功能描述
1-3	SW	開(kāi)關(guān)節(jié)點(diǎn)，連接功率電感
4	BOOT	高邊驅(qū)動(dòng)自舉電容連接
5	PG	開(kāi)漏電源良好指示
6	RT	頻率設(shè)置電阻連接
7	FB	反饋電壓輸入
10-12	VIN	電源輸入(4-36V)

典型應(yīng)用設(shè)計(jì)

工業(yè)電源系統(tǒng)

PLC數(shù)字I/O模塊供電
工業(yè)傳感器接口電源
電機(jī)驅(qū)動(dòng)器控制電路

設(shè)計(jì)要點(diǎn)

?電感選擇?：
- 推薦值：3.3-8.2μH
- 飽和電流需>1.3倍最大負(fù)載電流
- 低DCR以提升效率
?輸出電容配置?：
- 最小有效容值：
  - 5V輸出：25μF
  - 3.3V輸出：20μF
- 推薦低ESR陶瓷電容(Murata GRM系列)
?PCB布局指南?：
- 輸入電容盡量靠近VIN引腳
- SW節(jié)點(diǎn)走線短而寬
- 使用完整地平面層
- 反饋分壓電阻靠近FB引腳

性能優(yōu)化技巧

?EMI抑制?：
- 啟用內(nèi)置擴(kuò)頻功能(±10%頻率調(diào)制)
- 開(kāi)關(guān)節(jié)點(diǎn)下方避免走敏感信號(hào)線
- 使用多層板設(shè)計(jì)
?熱管理?：
- 充分利用封裝底部散熱焊盤(pán)
- 推薦2oz銅厚
- 添加散熱過(guò)孔陣列
?輕載效率?：
- PFM模式可提升輕載效率
- 優(yōu)化反饋電阻值(10kΩ-100kΩ)

選型對(duì)比

型號(hào)	輸出電流	工作模式	特點(diǎn)	適用場(chǎng)景
LMR51440	4A	PFM/FPWM	基礎(chǔ)功能	中等功率應(yīng)用
LMR51450	5A	PFM/FPWM	全功能	高功率密度設(shè)計(jì)
LMR51450FN	5A	FPWM	固定頻率	低噪聲系統(tǒng)

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