Texas Instruments LM5158x/LM5158x-Q1升壓/反激式/SEPIC轉(zhuǎn)換器是一款寬輸入范圍、非同步升壓轉(zhuǎn)換器，集成有85V、3.26A (LM5158/LM5158-Q1) 或85V、1.63A (LM51581/LM51581-Q1) 電源開關(guān)。該器件可用于升壓、SEPIC和反激式拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。它可以由最低3.2V單節(jié)電池啟動(dòng)。如果BIAS引腳大于3.2V，它可以在低至1.5V輸入電源電壓下工作。BIAS引腳的工作電壓高達(dá)60V（絕對(duì)最大值為65V）。用戶可通過外部電阻器在100kHz至2.2MHz范圍內(nèi)動(dòng)態(tài)編程設(shè)定開關(guān)頻率。開關(guān) (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)。該器件提供可選的雙隨機(jī)擴(kuò)頻，有助于在寬頻率范圍內(nèi)降低EMI。

數(shù)據(jù)手冊(cè)：

*附件：LM5158x數(shù)據(jù)手冊(cè).pdf

*附件：LM5158x-Q1數(shù)據(jù)手冊(cè).pdf

Texas Instruments LM5158x/LM5158x-Q1在輸入電壓范圍內(nèi)具有精確的峰值電流限制，可避免設(shè)計(jì)過度功率電感器。低工作電流和脈沖跳躍工作模式提高了輕負(fù)載時(shí)的效率。該器件具有內(nèi)置保護(hù)特性，例如過壓保護(hù)、線路UVLO、熱關(guān)斷和可選斷續(xù)模式過載保護(hù)。其他特性包括低關(guān)斷I Q 、可編程軟啟動(dòng)、精密基準(zhǔn)、電源良好指示器和外部時(shí)鐘同步。LM5158x-Q1器件符合汽車應(yīng)用類AEC-Q100認(rèn)證。

特性

• 適合用于電池應(yīng)用的寬工作范圍
  • 輸入工作電壓范圍：3.2V至60V（65V絕對(duì)最大值）
  • 最大輸出：83V（絕對(duì)最大值85V）
  • 最小升壓電源電壓：1.5V（偏置≥3.2V時(shí)）
  • 輸入瞬態(tài)保護(hù)：高達(dá)65V
  • 減少電池消耗
    • 低關(guān)斷電流 (IQ ≤ 2.6μA)
    • 低工作電流 (I Q ≤670μA)
• 解決方案尺寸小，成本低
  • 最大開關(guān)頻率：高達(dá)2.2MHz
  • 16引腳QFN封裝 (3mm × 3mm)
  • 集成式誤差放大器實(shí)現(xiàn)一次側(cè)調(diào)節(jié)，無需光耦合器（反激）
  • 精確電流限制
• EMI抑制
  • 可選雙隨機(jī)擴(kuò)頻
  • 無引線封裝
• 高效率和低功率耗散
  • 133mΩ RDSON開關(guān)
  • 快速開關(guān)、小開關(guān)損耗
• 避免AM頻段干擾和串?dāng)_
  • 可選時(shí)鐘同步
  • 動(dòng)態(tài)可編程寬開關(guān)頻率：100kHz至2.2MHz
• 集成保護(hù)特性
  • 恒定電流限制（輸入電壓范圍）
  • 可選斷續(xù)模式過載保護(hù)
  • 可編程線路欠壓鎖定 (UVLO)
  • OVP保護(hù)
  • 熱關(guān)斷
• 精確的±1%精度反饋參考
• 可調(diào)節(jié)軟啟動(dòng)
• 電源良好指示器

功能框圖

LM5158x寬輸入電壓升壓/SEPIC/反激轉(zhuǎn)換器技術(shù)解析

一、產(chǎn)品概述

LM5158x系列是德州儀器(TI)推出的一款高性能寬輸入電壓范圍的非同步升壓轉(zhuǎn)換器，集成85V功率開關(guān)，特別適用于電池供電應(yīng)用場(chǎng)景。該器件采用16引腳QFN封裝(3mm×3mm)，支持2.2MHz開關(guān)頻率，具有雙隨機(jī)擴(kuò)頻(Dual Random Spread Spectrum)特性，可有效降低EMI干擾。

? 關(guān)鍵特性參數(shù)： ?

• ?輸入電壓范圍?：3.2V至60V工作范圍(65V絕對(duì)最大值)
• ?輸出電壓能力?：最大83V輸出(85V絕對(duì)最大值)
• ?低功耗表現(xiàn)?：關(guān)斷電流≤2.6μA，工作電流≤670μA
• ?開關(guān)特性?：可編程頻率100kHz至2.2MHz
• ?保護(hù)功能?：過壓保護(hù)、可編程線路UVLO、熱關(guān)斷等

二、核心技術(shù)創(chuàng)新

1. 寬輸入電壓設(shè)計(jì)

LM5158x可在1.5V最低輸入電壓下工作(當(dāng)BIAS≥3.2V時(shí))，通過內(nèi)置高壓VCC穩(wěn)壓器支持BIAS引腳直接連接3.2V至60V電源。這種設(shè)計(jì)使其特別適合：

• 單節(jié)電池啟動(dòng)應(yīng)用
• 工業(yè)PLC系統(tǒng)
• 逆變器偏置電源等寬電壓場(chǎng)景

2. 雙隨機(jī)擴(kuò)頻技術(shù)(DRSS)

器件提供數(shù)字?jǐn)U頻功能，通過以下兩種調(diào)制方式組合降低EMI：

• ?低頻三角波調(diào)制?：改善AM波段性能
• ?高頻隨機(jī)調(diào)制?：優(yōu)化FM波段表現(xiàn)
  調(diào)制頻率隨機(jī)變化可減少可聽噪聲，同時(shí)通過周期性的占空比調(diào)整維持輸出電壓紋波穩(wěn)定。

3. 精確的電流限制

在不同輸入電壓下保持精確的峰值電流限制(±1%精度反饋參考)，避免功率電感過設(shè)計(jì)。LM5158和LM51581分別提供3.26A和1.63A的最小峰值電流限制。

三、典型應(yīng)用設(shè)計(jì)

1. 升壓轉(zhuǎn)換器設(shè)計(jì)要點(diǎn)

• ?軟啟動(dòng)計(jì)算?：tSS = CSS × (VSUPPLY/VLOAD - 1)/ISS
• ?頻率設(shè)置?：RT電阻值=2.21×101?/fRT - 955
• ?UVLO設(shè)計(jì)?：使用電阻分壓器確保UVLO引腳電壓在1.5V以上

2. 拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)選擇

器件支持三種拓?fù)渑渲茫?/p>

• ?升壓拓?fù)?/strong>?：適用于低電壓升壓場(chǎng)景
• ?SEPIC拓?fù)?/strong>?：適合輸入電壓可能高于或低于輸出電壓的應(yīng)用
• ?反激拓?fù)?/strong>?：支持無需光耦的原邊調(diào)節(jié)(PSR)

3. 布局建議

• 將AGND與PGND通過寬短路徑連接
• VCC引腳需配置1μF陶瓷旁路電容
• 反饋電阻的低邊應(yīng)盡可能靠近AGND

四、保護(hù)機(jī)制解析

LM5158x集成了多重保護(hù)功能：

1. ?可編程線路UVLO?：通過外部電阻網(wǎng)絡(luò)設(shè)置啟動(dòng)/關(guān)斷閾值
2. ? 過壓保護(hù)(OVP) ?：當(dāng)FB超過參考電壓110%時(shí)觸發(fā)
3. ?熱關(guān)斷?：結(jié)溫超過175°C時(shí)啟動(dòng)(15°C遲滯)
4. ?可選的打嗝模式?：通過MODE引腳配置，防止長(zhǎng)時(shí)間過載

五、應(yīng)用場(chǎng)景推薦

基于其特性，LM5158x特別適用于：

• LED偏置電源
• 保持電容充電器
• 工業(yè)自動(dòng)化設(shè)備
• 壓電驅(qū)動(dòng)器/電機(jī)驅(qū)動(dòng)器偏置
• 多輸出反激式電源(無需光耦)