Texas Instruments LM5152x-Q1低IQ 同步升壓控制器是一款采用峰值電流模式控制的寬輸入范圍同步升壓控制器。該設備具有低關機IQ 和低IQ 的睡眠模式，可在無負載和輕負載條件下最大限度地減少電池損耗。該器件還支持帶旁路操作的超低IQ 深度睡眠模式，當電源電壓超過升壓輸出調節目標時，無需外部旁路開關。輸出電壓可通過跟蹤功能動態編程。

數據手冊：*附件：Texas Instruments LM5152x-Q1低IQ同步升壓控制器數據手冊.pdf

該器件的寬輸入范圍支持汽車冷啟動和負載突降。當BIAS等于或大于3.8V時，最小輸入電壓可低至0.8V。開關頻率可通過外部電阻器動態編程，范圍為100kHz至2.2MHz 。開關在2.2MHz，最大限度地降低AM頻段干擾，實現小解決方案尺寸和快速瞬態響應。與轉換器架構相比，控制器架構簡化了惡劣環境溫度條件下的熱管理。

Texas Instruments LM5152x-Q1具有內置保護功能，例如峰值電流限制（通過VIN保持恒定）、過壓保護和熱關斷。外部時鐘同步、可編程擴頻調制以及具有最小寄生效應的無引線封裝幫助降低EMI和避免串擾。其他特性包括線路UVLO、FPWM、二極管仿真、DCR電感器電流檢測、可編程軟啟動和升壓狀態指示器。

特性

• 符合汽車應用類AEC-Q100標準
  • 溫度等級1（-40°C至+125°C，TA）
• 支持功能安全
  • 來輔助功能安全系統設計的文檔
• 適合用于各種汽車電池供電應用
  • 輸入工作范圍：3.8V至42V
  • 動態可編程VOUT 范圍：5V到20V（保護范圍高達57V）
  • 最低升壓輸入：0.8 V（偏置≥3.8 V時）
  • 當VSUPPLY > VLOAD 時旁路運行（僅限LM5152，請參見器件對照表）
• 最大程度減少電池消耗
  • 關斷電流：≤ 3μA
  • 自動模式轉換
  • 深度休眠電池消耗≤ 11μA（旁路操作，電荷泵關閉）
  • 深度睡眠時的電池耗電量 ≤ 33μA（旁路運行，充電泵開啟）
  • 睡眠狀態下的BIAS IQ ≤ 13μA（跳轉模式）
  • 強大的5 V MOSFET驅動器
• 解決方案尺寸小，成本低
  • 最大開關頻率：2.2MHz
  • 內部啟動二極管
  • VIN 上的恒定峰值電流限制
  • 支持DCR電感器電流檢測
  • QFN-20，帶可濕性側翼
• 避免AM頻段干擾和串擾
  • 可選時鐘同步
  • 開關頻率：100kHz至2.2MHz
  • 可選開關模式（FPWM、二極管仿真、跳躍模式）
• EMI抑制
  • 可選可編程擴頻
  • 無引線封裝
• 可編程性和靈活性
  • 動態VOUT 跟蹤
  • 動態開關頻率編程
  • 可編程線路欠壓鎖定 (UVLO)
  • 可調節軟啟動
  • 自適應死區時間
  • 升壓狀態指示器
• 集成保護特性
  • 逐周期峰值電流限制
  • 過壓保護
  • HB-SW短路保護
  • 熱關斷

功能框圖

LM5152x-Q1汽車級低IQ同步升壓控制器技術解析

一、產品概述

德州儀器(TI)的LM5152x-Q1系列是專為汽車應用設計的同步升壓控制器，包含LM5152-Q1和LM51521-Q1兩個型號。該器件采用峰值電流模式控制，具有超寬輸入電壓范圍(0.8V至42V)和出色的低功耗特性，特別適合汽車啟停系統、備用電池供電等應用場景。

二、關鍵特性分析

1. 低功耗設計

• ?超低靜態電流?：關機電流≤3μA，深度睡眠模式電池耗電≤11μA(電荷泵關閉)
• ?多種工作模式?：支持FPWM(強制PWM)、二極管仿真和跳頻模式，可根據負載自動切換
• ?旁路操作?(僅LM5152-Q1)：當VSUPPLY > VLOAD時自動激活，消除外部旁路開關需求

2. EMI抑制技術

• 可編程擴頻調制功能
• 支持100kHz至2.2MHz的開關頻率動態編程
• 外部時鐘同步能力
• 無引線QFN-20封裝(帶可潤濕側翼)

3. 保護功能

• 逐周期峰值電流限制
• 過壓保護(OVP)
• 熱關斷保護(175°C觸發)
• HB-SW短路保護
• 可編程線路欠壓鎖定(UVLO)

三、典型應用電路

1. 引腳配置與功能

器件采用20引腳QFN封裝，關鍵引腳包括：

• ?VOUT/SENSE?(引腳3)：輸出電壓檢測
• ?HO/LO?(引腳5/11)：高低側柵極驅動
• ?SYNC/DITHER?(引腳14)：時鐘同步/擴頻調制
• ?TRK?(引腳18)：輸出調節目標編程

2. 設計要點

• ?頻率設置?：通過RT引腳電阻(9.09kΩ對應2.2MHz)
• ?電流檢測?：支持DCR電感電流檢測或外部檢測電阻
• ?環路補償?：COMP引腳需連接RCOMP/CCOMP補償網絡
• ?布局建議?：減小功率回路面積，分離模擬/功率地

四、應用場景詳解

1. 汽車啟停系統

在冷啟動情況下，器件支持輸入電壓低至0.8V(當BIAS≥3.8V時)，確保系統在電池電壓驟降時持續工作。典型應用包括：

• 高功率/大電流啟停應用(車載信息娛樂系統)
• 電壓穩定模塊
• 冗余電源系統

2. 應急呼叫系統

LM51521-Q1特別適合備用電池/超級電容供電場景，在深度睡眠模式下僅消耗10μA電流，當主電源失效時可快速喚醒。

五、性能參數對比

六、設計注意事項

1. ?熱管理?：建議在EP焊盤下方添加多個過孔至底層地平面
2. ?MOSFET選型?：確保柵極平臺電壓低于BIAS引腳電壓
3. ?軟啟動?：推薦使用100pF軟啟動電容實現快速啟動
4. ?PCB布局?：保持功率回路緊湊，電流檢測走線平行且包地