LM5013 非同步降壓轉換器設計用于在寬輸入電壓范圍內進行調節，從而最大限度地減少對外部浪涌抑制元件的需求。50 ns 的最小可控導通時間有助于實現較大的降壓轉換比，從而實現從 48 V 標稱輸入到低壓軌的直接降壓，從而降低系統復雜性和解決方案成本。LM5013 可在低至 6V 的輸入電壓驟降期間運行，并在需要時以接近 100% 的占空比運行，使其成為高性能工業應用的絕佳選擇。
*附件：lm5013.pdf

LM5013 采用集成的高壓側功率 MOSFET，可提供高達 3.5A 的輸出電流。恒定導通時間 （COT） 控制架構提供幾乎恒定的開關頻率，并具有出色的負載和線路瞬態響應。LM5013 的其他特性包括超低 IQ以及創新的峰值過流保護、集成 VCC 偏置電源和自舉二極管、精密使能和輸入 UVLO 以及具有自動恢復功能的熱關斷保護。漏極開路 PGOOD 指示器提供排序、故障報告和輸出電壓監控。

LM5013 采用 8 引腳 SO PowerPAD? 集成電路封裝。該器件的 1.27mm 引腳間距為高壓應用提供了足夠的間距。

特性

• 專為可靠和堅固的應用而設計
  • 6 V 至 100 V 的寬輸入電壓范圍
  • –40°C 至 +125°C 結溫范圍
  • 固定 3.5ms 內部軟啟動定時器
  • 峰值限流保護
  • 輸入 UVLO 和熱關斷保護
  • 功能安全
    • 提供有助于功能安全系統設計的文檔
• 針對超低 EMI 要求進行了優化
  • 符合 CISPR 25 5 類標準
• 適用于可擴展的工業電源
  • 與 LM5163-Q1 和 LM5164-Q1（100V、0.5A 或 1A）以及 LM5013-Q1（100V、3.5A）引腳對引腳兼容
  • 50ns 的低最小導通時間和關斷時間
  • 10μA 空載休眠電流
  • 3.1μA 關斷靜態電流
• 集成可減小解決方案尺寸和成本
  • COT 模式控制架構
  • 集成 100V 0.25 Ω 高壓側功率 MOSFET
  • 1.2V 內部電壓基準
  • 無環路補償元件
  • 內部 VCC 偏置穩壓器和引導二極管

參數

方框圖

1. 產品概述

LM5013 是一款非同步降壓 DC/DC 轉換器，專為高電壓輸入應用設計，支持高達 100V 的輸入電壓范圍，提供 3.5A 的連續輸出電流。該轉換器采用 COT（恒定導通時間）控制架構，具有超低靜態電流和高效的電源轉換能力，適用于工業電源、混合動力和電動系統、逆變器及電機控制等領域。

2. 關鍵特性

• ?寬輸入電壓范圍?：支持 6V 至 100V 的輸入電壓，適用于多種高電壓應用場景。
• ?高效率?：采用 COT 控制架構，實現高效電源轉換，降低能耗。
• ?超低靜態電流?：10μA 的無負載睡眠電流和 3.1μA 的關斷靜態電流，有助于延長電池壽命。
• ?高可靠性?：具備過流保護、欠壓鎖定、熱關斷保護等功能，確保設備安全穩定運行。
• ?功能安全支持?：提供文檔支持，幫助用戶設計符合功能安全要求的系統。
• ?EMI 優化?：滿足 CISPR 25 class 5 標準，降低電磁干擾。

3. 應用領域

• ?工業電源?：為各種工業設備提供穩定可靠的電源供應。
• ?混合動力和電動系統?：在電動車、混合動力車等系統中，為電池管理系統、電機控制器等提供電源。
• ?逆變器及電機控制?：在電力電子轉換系統中，為逆變器、電機驅動器等提供高效電源。

4. 功能描述

• ?COT 控制架構?：通過固定導通時間控制開關頻率，實現快速負載瞬態響應。
• ?內部集成?：集成 100V 0.25Ω 高側功率 MOSFET、1.2V 內部電壓參考、VCC 偏置調節器和自舉二極管，簡化外部電路設計。
• ?精確使能輸入?：EN/UVLO 引腳支持精確使能控制和欠壓鎖定功能，確保設備在輸入電壓不足時安全關斷。
• ?電源良好指示?：PGOOD 引腳提供電源良好信號，用于系統啟動和故障檢測。
• ?熱保護?：內置熱關斷保護功能，防止設備過熱損壞。

5. 設計指南

• ?外部組件選擇?：根據輸出電壓、電流和紋波要求選擇合適的電感、電容和肖特基二極管。
• ?布局布線?：遵循 TI 提供的布局布線指南，特別注意輸入電容、輸出電容和電感器的位置，以最小化寄生電感和電阻。
• ?散熱設計?：確保足夠的散熱措施，如使用散熱片或風扇，以維持結溫在允許范圍內（最高可達 150°C）。

6. 文檔與資源

• 提供了詳細的數據手冊，包括電氣特性、功能描述、應用實現方法和布局布線建議。
• 用戶可以通過 TI 的 WEBENCH Power Designer 工具進行定制設計，簡化設計流程并提高設計效率。
• TI E2E 支持論壇提供快速的設計幫助和驗證答案，方便用戶解決設計過程中的問題。

7. 注意事項

• 在設計過程中，請確保遵守所有數據手冊中的絕對最大額定值和推薦工作條件。
• 在進行布局布線時，請特別注意電源和地平面的完整性，以及關鍵信號路徑的短距離布線，以避免干擾和誤差。
• 在實際應用中，請根據具體需求選擇合適的封裝和型號，并進行充分的驗證和測試。