Texas Instruments LM51231-Q1升壓控制器具有寬輸入范圍，采用峰值電流模式控制。寬輸入范圍支持汽車冷啟動和負載突降。當器件上的偏置等于或大于3.8V時，最低輸入電壓可低至0.8V。LM51231-Q1的輸出電壓可通過跟蹤功能進行動態(tài)編程。同時，VSUPPLY > VLOAD時自動進入旁路模式運行，消除了高側(cè)MOSFET的體二極管壓降。開關(guān)頻率可通過外部電阻器動態(tài)編程，范圍為100kHz至2.2MHz 。開關(guān)在2.2MHz，最大限度地降低AM頻段干擾，實現(xiàn)小解決方案尺寸和快速瞬態(tài)響應。

數(shù)據(jù)手冊：*附件：Texas Instruments LM51231-Q1升壓控制器數(shù)據(jù)手冊.pdf

TI LM51231-Q1升壓控制器具有內(nèi)置保護功能，例如峰值電流限制（通過VSUPPLY保持恒定）、過壓保護和熱關(guān)斷。外部時鐘同步、可編程擴頻調(diào)制以及具有最小寄生效應的無引線封裝進一步降低EMI和避免串擾。其他特性包括線路UVLO、FPWM、二極管仿真、DCR電感器電流檢測、可編程軟啟動和電源狀態(tài)良好指示器。

特性

• 符合汽車應用類AEC-Q100標準
  • 溫度等級1：-40°C至+125°C，TA
• 支持功能安全
  • 來輔助功能安全系統(tǒng)設(shè)計的文檔
• 適合用于各種汽車電池供電應用
  • 輸入工作電壓范圍：3.8V至42V
  • 動態(tài)可編程VOUT：5V至20V，或15V至57V
  • 最低升壓輸入：0.8 V（偏置≥3.8 V時）
  • 當 VSUPPLY > VLOAD 時旁路運行
• 偏置關(guān)斷電流：≤3μA
• 小尺寸解決方案
  • 最大開關(guān)頻率：2.2MHz
  • 內(nèi)部啟動二極管
  • QFN-20，帶可濕性側(cè)翼
• EMI抑制，避免AM頻段干擾和串擾
  • 可選時鐘同步
  • 開關(guān)頻率范圍：100kHz至2.2MHz
  • 可選開關(guān)模式（FPWM、二極管仿真）
  • 可選可編程擴頻
  • 無引線封裝
• 可編程性和靈活性
  • 動態(tài)VOUT 跟蹤
  • 動態(tài)開關(guān)頻率編程
  • 支持DCR電感器電流檢測
  • 可編程輸入電壓UVLO
  • 可調(diào)節(jié)軟啟動
  • 自適應死區(qū)時間
  • 電源良好指示器
• 集成保護功能
  • 在整個VSUPPLY 范圍內(nèi)實現(xiàn)恒定的逐周期峰值電流限制
  • 過壓保護
  • HB-SW短路保護
  • 熱關(guān)斷

典型應用

LM51231-Q1同步升壓控制器技術(shù)解析與應用指南

一、核心特性概述

LM51231-Q1是德州儀器(TI)推出的汽車級同步升壓控制器，具有以下突出特性：

• ?寬輸入電壓范圍?：3.8V至42V工作范圍，支持0.8V冷啟動（當BIAS≥3.8V時）
• ?動態(tài)輸出調(diào)節(jié)?：支持5V-20V或15V-57V可編程輸出電壓范圍
• ?高效同步架構(gòu)?：集成同步整流和自動旁路模式，減少體二極管損耗
• ?高頻工作能力?：2.2MHz最大開關(guān)頻率，減小EMI干擾和方案尺寸
• ?先進保護功能?：包括過壓保護、熱關(guān)斷和循環(huán)電流限制

二、關(guān)鍵技術(shù)創(chuàng)新

1. 動態(tài)輸出電壓跟蹤技術(shù)

通過TRK引腳實現(xiàn)輸出電壓動態(tài)調(diào)節(jié)，支持：

• 電阻分壓器編程（精度±1%）
• 直接DAC控制（0.25V-1.0V輸入范圍）
• 支持音頻放大器等應用的包絡(luò)跟蹤

2. 智能旁路模式

當VSUPPLY > VLOAD時自動激活：

• 高端MOSFET 100%導通
• 消除體二極管壓降（典型節(jié)省0.7V）
• 支持FPWM和DE兩種工作模式切換

3. EMI優(yōu)化設(shè)計

• 可編程擴頻調(diào)制（±6%頻率抖動）
• 外部時鐘同步（100kHz-2.2MHz）
• 20引腳QFN wettable flank封裝

三、典型應用設(shè)計

1. 汽車LED驅(qū)動方案

?設(shè)計要點?：

• 選擇50V/V增益版本(INA296A3)
• 配置2mΩ采樣電阻
• REF1接VS，REF2接地實現(xiàn)雙向檢測
• 輸出接MCU ADC輸入

?關(guān)鍵參數(shù)?：

• 滿量程電流：100A
• 輸出電壓擺幅：±2.5V(對應±50A)
• 功耗：100A2×2mΩ=20W

2. 服務器電源監(jiān)控

?設(shè)計方案?：

• 采用200V/V高增益版本
• 0.5mΩ超低阻值采樣電阻
• 差分走線長度匹配(±50ps)
• 添加0.1μF電源去耦電容

四、設(shè)計注意事項

1. 關(guān)鍵外圍元件選型

2. PCB布局規(guī)范

• 開關(guān)回路面積<1cm2
• CSP/CSN走線等長匹配
• 功率地與信號地單點連接
• 散熱焊盤至少4×0.3mm過孔

五、性能測試數(shù)據(jù)

1. 效率測試

2. 動態(tài)響應

• 啟動時間：<2ms
• 過流響應：<100ns
• 輸出電壓紋波：<50mVp-p

六、應用場景推薦

1. ?汽車信息娛樂系統(tǒng)?：為Class-H音頻放大器提供跟蹤電源
2. ?LED前照燈驅(qū)動?：支持PWM調(diào)光和高精度電流控制
3. ?48V輕混系統(tǒng)?：應對冷啟動和負載突降工況
4. ?工業(yè)PLC系統(tǒng)?：為隔離式接口提供穩(wěn)定偏置電壓