Texas Instruments LM516x/LM516x-Q1同步降壓轉(zhuǎn)換器設(shè)計(jì)用于在寬輸入電壓范圍內(nèi)進(jìn)行調(diào)節(jié)，最大限度地減少對外部浪涌抑制組件的需求。最低可控制導(dǎo)通時(shí)間為50 ns，便于實(shí)現(xiàn)較大的降壓轉(zhuǎn)換比，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)從48 V額定輸入到低電壓軌的直接降壓，從而降低系統(tǒng)復(fù)雜性以及解決方案成本。LM516x/LM516x-Q1可在輸入電壓突降至6V期間以接近100%的占空因數(shù)工作，因此非常適合用于寬輸入電源范圍工業(yè)和高節(jié)電池組應(yīng)用。

數(shù)據(jù)手冊：*附件：Texas Instruments LM516x，LM516x-Q1同步降壓轉(zhuǎn)換器數(shù)據(jù)手冊.pdf

憑借集成式高側(cè)和低側(cè)功率MOSFET，LM5169/LM5169-Q1可提供高達(dá)0.65A的輸出電流，Texas Instruments LM5168/LM5168-Q1可提供高達(dá)0.3A的輸出電流。恒定導(dǎo)通時(shí)間 (COT) 控制架構(gòu)提供了近乎恒定的切換頻率，以及出色的負(fù)載和線路瞬時(shí)響應(yīng)。LM516x/LM516x-Q1可在FPWM或自動(dòng)模式下工作。FPWM模式在整個(gè)負(fù)載范圍內(nèi)提供強(qiáng)制CCM運(yùn)行，支持隔離式Fly-Buck運(yùn)行。自動(dòng)模式支持超低IQ 和二極管仿真模式運(yùn)行，從而提高輕負(fù)載效率。LM516x-Q1設(shè)備符合汽車應(yīng)用類AEC-Q100認(rèn)證。

特性

• 專為在嚴(yán)苛的應(yīng)用中實(shí)現(xiàn)可靠性而設(shè)計(jì)
  • 6 V 至 120 V 的寬輸入電壓范圍
  • -40 °C至+150 °C結(jié)溫范圍
  • 固定3 ms內(nèi)部軟啟動(dòng)定時(shí)器
  • 峰值和谷值限流保護(hù)
  • 輸入U(xiǎn)VLO和熱關(guān)斷保護(hù)
• 適用于可擴(kuò)展的工業(yè)電源和電池組
  • 最短導(dǎo)通和關(guān)斷時(shí)間：50ns
  • 可調(diào)開關(guān)頻率：高達(dá)1MHz
  • 二極管仿真，提高輕負(fù)載時(shí)的效率
  • 自動(dòng)模式，具有低靜態(tài)電流 (<10 μA)
  • FPWM模式支持fly-buck功能
  • 3μA關(guān)斷靜態(tài)電流
  • 與LM5164、LM5163、LM5017和LM34927引腳對引腳兼容
• 集成度高，減小了解決方案尺寸并降低了成本
  • COT模式控制架構(gòu)
  • 集成1.9ΩNFET降壓開關(guān)
  • 集成0.71 ΩNFET同步整流器
  • 1.2V內(nèi)部電壓基準(zhǔn)
  • 無環(huán)路補(bǔ)償元件
  • 內(nèi)部VCC 偏置穩(wěn)壓器和自舉二極管
  • 開漏電源正常指示器
  • 8引腳SOIC封裝，帶PowerPAD

功能框圖

LM516x系列同步降壓轉(zhuǎn)換器技術(shù)解析

一、產(chǎn)品概述

LM516x系列是德州儀器(TI)推出的超低功耗同步降壓轉(zhuǎn)換器，包含LM5168和LM5169兩款型號，具有120V絕對最大輸入電壓范圍和Fly-Buck?轉(zhuǎn)換器能力。該系列器件采用SOIC PowerPAD?-8或WSON-8封裝，專為工業(yè)電源和電池組應(yīng)用設(shè)計(jì)。

?核心特性?：

• ?寬輸入范圍?：6V至120V絕對最大輸入電壓
• ?高效率?：集成1.9Ω高邊和0.71Ω低邊MOSFET
• ?超低功耗?：睡眠模式電流<10μA，關(guān)斷電流3μA
• ?靈活控制?：支持FPWM和自動(dòng)模式(DEM/PFM)
• ?高可靠性?：-40°C至+150°C工作溫度范圍
• ?簡化設(shè)計(jì)?：無需環(huán)路補(bǔ)償，內(nèi)置軟啟動(dòng)和電源良好指示

二、關(guān)鍵參數(shù)對比

三、架構(gòu)設(shè)計(jì)

3.1 控制架構(gòu)

采用恒定導(dǎo)通時(shí)間(COT)控制方案：

• 通過RT電阻設(shè)置固定導(dǎo)通時(shí)間(tON)
• 輸入電壓前饋維持準(zhǔn)固定頻率
• 最小導(dǎo)通時(shí)間50ns，支持高降壓比
• 三種紋波注入方案可選(Type1/2/3)

3.2 功率級設(shè)計(jì)

• 集成高低邊MOSFET(1.9Ω/0.71Ω)
• 自舉電路采用2.2nF電容
• 支持二極管仿真模式(DEM)提升輕載效率

3.3 保護(hù)功能

• 峰值/谷值電流限制
• 熱關(guān)斷(175°C)與自動(dòng)恢復(fù)
• 輸入欠壓鎖定(UVLO)
• 電源良好(PGOOD)監(jiān)控

四、典型應(yīng)用設(shè)計(jì)

4.1 Buck轉(zhuǎn)換器設(shè)計(jì)

1. ?頻率設(shè)置?：
   RT(kΩ) = 2500 × VOUT / FSW(kHz)
   例：5V輸出@500kHz → RT=24.9kΩ
2. ?電感選擇?：
   L = (VIN-VOUT)×VOUT / (FSW×ΔIL×VIN)
   建議ΔIL為負(fù)載電流的20-40%
3. ?輸出電容?：
   最小2.2μF，建議低ESR陶瓷電容

4.2 Fly-Buck轉(zhuǎn)換器設(shè)計(jì)

1. ?變壓器選擇?：
   • 匝比N2/N1 ≈ VOUT2/VOUT1
   • 初級電感計(jì)算同Buck拓?fù)?/li>
2. ?次級設(shè)計(jì)?：
   • 需最小負(fù)載防止電壓漂移
   • 二極管耐壓 > (VIN×N2/N1 + VOUT2)

五、PCB布局指南

1. ?關(guān)鍵路徑?：
   • 輸入電容緊靠VIN/GND引腳
   • SW節(jié)點(diǎn)走線短而寬
   • 反饋網(wǎng)絡(luò)遠(yuǎn)離噪聲源
2. ?熱管理?：
   • 充分利用散熱焊盤(EP)
   • 多過孔連接至地層
   • 典型RθJA：24°C/W(優(yōu)化布局)
3. ?EMI優(yōu)化?：
   • 最小化高頻環(huán)路面積
   • 可采用RC緩沖電路

六、應(yīng)用場景

1. ?工業(yè)系統(tǒng)?：
   • 24V/48V電源模塊
   • PLC和自動(dòng)化設(shè)備
2. ?電池供電?：
   • 電動(dòng)自行車/滑板車電池組
   • 高串?dāng)?shù)鋰電池管理
3. ?通信設(shè)備?：
   • 基站電源
   • PoE供電設(shè)備
4. ?汽車電子?：
   • 48V輕度混合系統(tǒng)
   • 車載信息娛樂電源