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?yán)鋯?dòng)和負(fù)載突降。當(dāng)器件上的偏置等于或大于3.8V時(shí)，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(jìn)行動(dòng)態(tài)編程。同時(shí)，VSUPPLY > VLOAD時(shí)自動(dòng)進(jìn)入旁路模式運(yùn)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(dòng)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(shí)現(xiàn)小解決方案尺寸和快速瞬態(tài)響應(yīng)。

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

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

特性

• 符合汽車應(yīng)用類AEC-Q100標(biāo)準(zhǔn)
  • 溫度等級(jí)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(jì)的文檔
• 適合用于各種汽車電池供電應(yīng)用
  • 輸入工作電壓范圍：3.8V至42V
  • 動(dòng)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(shí)）
  • 當(dāng) VSUPPLY > VLOAD 時(shí)旁路運(yùn)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(dòng)二極管
  • QFN-20，帶可濕性側(cè)翼
• EMI抑制，避免AM頻段干擾和串?dāng)_
  • 可選時(shí)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(kuò)頻
  • 無引線封裝
• 可編程性和靈活性
  • 動(dòng)態(tài)VOUT 跟蹤
  • 動(dòng)態(tài)開關(guān)頻率編程
  • 支持DCR電感器電流檢測(cè)
  • 可編程輸入電壓UVLO
  • 可調(diào)節(jié)軟啟動(dòng)
  • 自適應(yīng)死區(qū)時(shí)間
  • 電源良好指示器
• 集成保護(hù)功能
  • 在整個(gè)VSUPPLY 范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)恒定的逐周期峰值電流限制
  • 過壓保護(hù)
  • HB-SW短路保護(hù)
  • 熱關(guān)斷

典型應(yīng)用

LM51231-Q1同步升壓控制器技術(shù)解析與應(yīng)用指南

一、核心特性概述

LM51231-Q1是德州儀器(TI)推出的汽車級(jí)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(dòng)（當(dāng)BIAS≥3.8V時(shí)）
• ?動(dòng)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(dòng)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(jìn)保護(hù)功能?：包括過壓保護(hù)、熱關(guān)斷和循環(huán)電流限制

二、關(guān)鍵技術(shù)創(chuàng)新

1. 動(dòng)態(tài)輸出電壓跟蹤技術(shù)

通過TRK引腳實(shí)現(xiàn)輸出電壓動(dòng)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(yīng)用的包絡(luò)跟蹤

2. 智能旁路模式

當(dāng)VSUPPLY > VLOAD時(shí)自動(dòng)激活：

• 高端MOSFET 100%導(dǎo)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(jì)

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

三、典型應(yīng)用設(shè)計(jì)

1. 汽車LED驅(qū)動(dòng)方案

?設(shè)計(jì)要點(diǎn)?：

• 選擇50V/V增益版本(INA296A3)
• 配置2mΩ采樣電阻
• REF1接VS，REF2接地實(shí)現(xiàn)雙向檢測(cè)
• 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(duì)應(yīng)±50A)
• 功耗：100A2×2mΩ=20W

2. 服務(wù)器電源監(jiān)控

?設(shè)計(jì)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(jì)注意事項(xiàng)

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(hào)地單點(diǎn)連接
• 散熱焊盤至少4×0.3mm過孔

五、性能測(cè)試數(shù)據(jù)

1. 效率測(cè)試

2. 動(dòng)態(tài)響應(yīng)

• 啟動(dòng)時(shí)間：<2ms
• 過流響應(yīng)：<100ns
• 輸出電壓紋波：<50mVp-p

六、應(yīng)用場(chǎng)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(dòng)?：支持PWM調(diào)光和高精度電流控制
3. ?48V輕混系統(tǒng)?：應(yīng)對(duì)冷啟動(dòng)和負(fù)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