Texas Instruments LM25185/LM25185-Q1 PSR反激式直流-直流控制器是一款初級側(cè)穩(wěn)壓 (PSR) 反激式控制器，在4.5V至42V輸入電壓范圍內(nèi)具有高效率。隔離輸出電壓采樣自初級側(cè)反激式電壓。此功能無需使用電壓基準(zhǔn)、光耦合器、變壓器的第三繞組進(jìn)行輸出電壓穩(wěn)壓。高集成度可實(shí)現(xiàn)簡單可靠的高密度設(shè)計(jì)，其中只有一個(gè)變壓器穿過隔離層。通過采用邊界導(dǎo)電模式 (BCM) 開關(guān)，可實(shí)現(xiàn)緊湊的磁設(shè)計(jì)以及優(yōu)于 ±1.5%的負(fù)載和線路調(diào)節(jié)性能。BCM支持高達(dá)42V輸入的應(yīng)用，并具有可應(yīng)對線路瞬變的較高余量。

數(shù)據(jù)手冊：

*附件：LM25185 數(shù)據(jù)表.pdf

*附件：LM25185-Q1 數(shù)據(jù)表.pdf

LM25185/LM25185-Q1反激式控制器簡化了隔離式直流/直流電源的實(shí)施，并具有用于優(yōu)化目標(biāo)終端設(shè)備性能的可選功能。通過一個(gè)電阻器來設(shè)置輸出電壓，同時(shí)使用可選的電阻器通過抵消反激式二極管的壓降熱系數(shù)來提高輸出電壓精度。LM25185控制器具有集成的大電流MOSFET柵極驅(qū)動器，可將功率范圍從小于1W擴(kuò)展到大于50W，從而使該器件成為在寬功率范圍內(nèi)易于遷移的可擴(kuò)展設(shè)計(jì)。使用COMP引腳的可調(diào)補(bǔ)償和使用電流檢測電阻器的可調(diào)峰值電流限制使設(shè)計(jì)變得靈活，是滿足不同應(yīng)用要求的理想選擇。

LM25185/LM25185-Q1反激式控制器采用14引腳5mm×4.4mm熱增強(qiáng)型HTSSOP封裝，引腳間距為0.65mm。Texas Instruments LM25185-Q1器件符合AEC-Q100標(biāo)準(zhǔn)，適用于汽車應(yīng)用。

Flyers

• 支持功能安全
  • 可提供文檔，協(xié)助功能安全系統(tǒng)設(shè)計(jì)
• 寬輸入電壓范圍：4.5 V至42 V
• 功率范圍從小于1W擴(kuò)展到大于50W
• 穩(wěn)健的PSR反激式設(shè)計(jì)，適用于可靠耐用的應(yīng)用
  • 穩(wěn)定可靠的設(shè)計(jì)，只有一個(gè)變壓器穿過隔離層
  • 總輸出調(diào)節(jié)精度：±1.5%
  • 可選VOUT 溫度補(bǔ)償
  • 輸入U(xiǎn)VLO和熱關(guān)斷保護(hù)
  • 打嗝模式過流故障保護(hù)
  • 采用14引腳HTSSOP封裝，具有0.9mm HV-LV引腳間距
  • 結(jié)溫范圍：–40°C至+150 °C
• 通過集成技術(shù)減小設(shè)計(jì)尺寸，降低成本
  • 無需光耦合器或變壓器輔助繞組即可進(jìn)行VOUT 穩(wěn)壓
  • 具有2A峰值灌電流和1A峰值拉電流的大電流功率MOSFET柵極驅(qū)動器
• 高效率和出色的工作IQ
  • 重負(fù)載情況下，可在邊界傳導(dǎo)模式 (BCM) 下實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)諧振開關(guān)
  • 外部VCC 選項(xiàng)，用于提升效率
  • 高輕負(fù)載效率，超低I Q （使用外部VCC時(shí)，典型值為25μA）
  • 具有單輸出和多輸出實(shí)施方案
• 超低傳導(dǎo)和輻射EMI簽名
  • 軟開關(guān)避免二極管反向恢復(fù)
  • 專為CISPR 32 EMI要求而設(shè)計(jì)

功能框圖

LM25185 42V輸入PSR反激式DC/DC控制器技術(shù)解析與應(yīng)用指南

一、產(chǎn)品概述

德州儀器(TI)推出的LM25185是一款具有低靜態(tài)電流和低EMI特性的42V輸入、初級側(cè)調(diào)節(jié)(PSR)反激式DC/DC控制器。該器件采用14引腳HTSSOP封裝(5mm×4.4mm)，具有4.5V至42V的寬輸入電壓范圍，支持功能安全系統(tǒng)設(shè)計(jì)，輸出功率范圍從不足1W到超過50W。

二、核心特性

1. 高效能架構(gòu)

• 無需光耦或變壓器輔助繞組即可實(shí)現(xiàn)輸出電壓調(diào)節(jié)
• 集成2A峰值灌電流/1A峰值拉電流MOSFET柵極驅(qū)動器
• 邊界導(dǎo)通模式(BCM)工作，重載時(shí)采用準(zhǔn)諧振開關(guān)
• 外部VCC選項(xiàng)可提高效率
• 輕載效率高，靜態(tài)電流低至25μA(使用外部VCC時(shí))

2. 精確的初級側(cè)調(diào)節(jié)

• 總輸出調(diào)節(jié)精度±1.5%
• 可選輸出電壓溫度補(bǔ)償
• 通過采樣初級側(cè)反激電壓實(shí)現(xiàn)隔離輸出電壓檢測
• 僅需變壓器跨越隔離屏障

3. 全面的保護(hù)功能

• 輸入欠壓鎖定(UVLO)
• 熱關(guān)斷保護(hù)
• 打嗝模式過流故障保護(hù)
• 0.9mm高壓-低壓引腳間距

4. EMI優(yōu)化設(shè)計(jì)

• 軟開關(guān)避免二極管反向恢復(fù)
• 符合CISPR 32 EMI要求
• 低傳導(dǎo)和輻射EMI特征

三、典型應(yīng)用場景

1. ?工廠自動化與控制?：隔離式現(xiàn)場變送器、現(xiàn)場執(zhí)行器、模擬輸入模塊的多路輸出軌
2. ?電機(jī)驅(qū)動?：IGBT和SiC柵極驅(qū)動電源
3. ?太陽能系統(tǒng)?：微型逆變器和太陽能功率優(yōu)化器
4. ?PoE PD DC/DC轉(zhuǎn)換器?
5. ?樓宇自動化HVAC系統(tǒng)?
6. ?工業(yè)和電信系統(tǒng)的通用隔離偏置電源軌?

四、關(guān)鍵功能詳解

1. 初級側(cè)調(diào)節(jié)技術(shù)

LM25185通過采樣初級側(cè)反激電壓實(shí)現(xiàn)隔離輸出電壓調(diào)節(jié)，消除了對光耦、電壓基準(zhǔn)或變壓器第三繞組的需求。這種創(chuàng)新方法在保持高精度的同時(shí)，顯著簡化了設(shè)計(jì)并提高了可靠性。

2. 工作模式

• ? 邊界導(dǎo)通模式(BCM) ?：重載時(shí)工作，提供緊湊的磁性設(shè)計(jì)和更好的負(fù)載/線路調(diào)節(jié)性能
• ? 不連續(xù)導(dǎo)通模式(DCM) ?：中等負(fù)載時(shí)工作，開關(guān)頻率固定在350kHz
• ? 頻率折返模式(FFM) ?：輕載時(shí)工作，開關(guān)頻率可降至11kHz

3. 電流檢測與保護(hù)

• 低側(cè)電流檢測通過CS引腳實(shí)現(xiàn)
• 峰值電流限制閾值典型值為100mV
• 過載時(shí)自動進(jìn)入打嗝模式保護(hù)
• 熱關(guān)斷閾值175°C，帶10°C遲滯

五、設(shè)計(jì)要點(diǎn)

1. 典型應(yīng)用電路

VIN → CIN → LM25185 → 變壓器 → DFLY → VOUT

2. 關(guān)鍵元件選擇

1. ?變壓器?：建議1:1匝比，磁化電感12μH
2. ?電流檢測電阻?：20mΩ(用于4.3A峰值電流)
3. ?反饋電阻?：166kΩ(用于16.4V輸出)
4. ?UVLO電阻?：RUV1=200kΩ，RUV2=16.9kΩ(19.25V開啟，17.61V關(guān)閉)
5. ?軟啟動電容?：100nF(實(shí)現(xiàn)20ms軟啟動時(shí)間)

3. 補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)

• RCOMP根據(jù)交叉頻率增益選擇
• CCOMP設(shè)置補(bǔ)償器零點(diǎn)為負(fù)載極點(diǎn)的2倍
• CHF設(shè)置補(bǔ)償器極點(diǎn)為補(bǔ)償器零點(diǎn)的150倍

六、布局建議

1. 將輸入電容CIN盡可能靠近LM25185的VIN和GND引腳
2. 最小化輸入電容連接與VIN和GND引腳形成的環(huán)路面積
3. 將變壓器靠近開關(guān)節(jié)點(diǎn)放置
4. GND引腳直接連接至器件下方的DAP和散熱PCB地平面
5. 對FB引腳保持最短走線長度，反饋電阻靠近FB引腳放置
6. 為LM25185提供足夠的散熱，保持結(jié)溫低于150°C

七、性能數(shù)據(jù)

• 效率：在VIN=24V，VOUT=16.4V，IOUT=1A時(shí)可達(dá)89%
• 負(fù)載調(diào)整率：±1.5%(全負(fù)載范圍)
• 工作溫度范圍：-40°C至+150°C結(jié)溫
• 靜態(tài)電流：關(guān)機(jī)模式1.7μA，活動模式25μA(使用外部VCC時(shí))

八、開發(fā)資源

1. ?設(shè)計(jì)工具?：WEBENCH Power Designer在線設(shè)計(jì)工具
2. ?參考設(shè)計(jì)?：
   • 隔離IGBT柵極驅(qū)動電源參考設(shè)計(jì)
   • 伺服驅(qū)動器緊湊高效24V輸入輔助電源
   • 功率隔離超緊湊模擬輸出模塊
3. ?評估模塊?：LM5185EVM-SIO評估板
4. ?仿真模型?：PSpice模型可從TI官網(wǎng)下載