LM5137-Q1 是一款 80V 同步降壓 DC/DC 控制器，該系列提供三種功能安全選項：Capable、ASIL B 或 ASIL D。該器件采用交錯式、可堆疊、峰值電流模式架構，可實現輕松的環路補償、快速瞬態響應、出色的負載和線路調節，以及與并聯相位的精確電流共享，以實現高輸出電流。

15ns 的高壓側開關最小導通時間有助于實現較大的降壓比，從而能夠從 12V、24V 或 48V 汽車輸入直接轉換為低壓軌，從而降低系統設計成本和復雜性。LM5137-Q1 可在輸入電壓驟降至 4V 期間繼續運行，并在需要時以 100% 占空比運行。在輸出電壓處于穩壓狀態時，12.7μA 空載靜態電流延長了電池供電汽車系統的工作運行時間。
*附件：LM5137-Q1 汽車級、4V 至 80V、支持 100% 占空比的雙通道同步降壓控制器數據表.pdf

該器件具有多種功能，可簡化對 CISPR 25 和汽車 EMI 要求的合規性。自適應定時、大電流 MOSFET 柵極驅動器可在開關轉換期間最大限度地減少體二極管導通，從而降低開關損耗，并改善高輸入電壓和高開關頻率下的熱和 EMI 性能。為了減小輸入電容器紋波電流和 EMI 濾波器尺寸，該器件為兩個輸出提供了 180° 交錯作。90° 異相時鐘輸出適用于級聯、多通道或多相功率級。高達 2.2MHz 的電阻可調開關頻率可與高達 2.5MHz 的外部時鐘源同步，以消除噪聲敏感應用中的拍頻。

LM5137-Q1 的其他特性包括 150°C 的最高結溫工作、用戶可選擇的 PFM 模式（可在輕負載條件下降低電流消耗）、可配置的軟啟動功能、用于故障報告和輸出監控的開漏 PG 標志、獨立使能輸入、單調啟動至預偏置負載、由 VIN 或 BIAS1/VOUT1 供電的集成 VCC 偏置電源穩壓器、打嗝模式過載保護、 以及具有自動恢復功能的熱關斷保護。使用電感器 DCR 感應電流以實現最高效率，或使用可選的分流電阻器實現高精度。

LM5137-Q1 控制器符合汽車應用的 AEC-Q100 1 級標準，采用 6mm × 6mm 熱增強型 36 引腳 VQFN 封裝，具有額外的引腳間隙以提高可靠性，并具有可潤濕側引腳，便于在制造過程中進行光學檢查。寬輸入電壓范圍、低靜態電流消耗、高溫運行、逐周期電流限制、低 EMI 特征和小設計尺寸為需要增強穩健性和耐用性的應用提供了出色的負載點穩壓器解決方案。

特性

• 符合 AEC-Q100 標準，適用于汽車應用：
  • 器件溫度等級 1：-40°C 至 125°C 環境工作溫度
• 功能安全
  • 提供有助于功能安全系統設計的文檔
• 符合功能安全標準的選項 – ASIL B 和 ASIL D – 可根據要求提供 （LM5137F-Q1）
• 多功能雙同步降壓 DC/DC 控制器
  • 4V 至 80V 的寬輸入電壓范圍
  • 1% 精度、固定 3.3V、5V、12V 或 0.8V 至 60V 可調輸出
  • 最高結溫 150°C
  • 電荷泵柵極驅動器，實現 100% 占空比
• 兩個交錯式同步降壓通道
  • 雙通道或單輸出多相
  • 最多可堆疊四個相位
  • SYNC 輸入和輸出功能
• 固有的保護功能，實現穩健的設計
  • 內部打嗝模式過流保護
  • 獨立的 ENABLE 和 PGOOD 功能
  • 可調輸出電壓軟啟動
  • VCC 和柵極驅動 UVLO 保護
  • 帶滯后的熱關斷保護
• 專為滿足超低 EMI 要求而設計
  • 雙隨機擴頻 （DRSS）
  • 開關頻率范圍為 100kHz 至 2.5MHz
• VQFN-36 封裝，帶可濕性側面
• 使用 LM5137-Q1 和 WEBENCH Power Designer 創建自定義設計

參數

方框圖

一、產品概述

LM5137-Q1 是一款專為汽車應用設計的雙通道同步降壓控制器，支持4V至80V的寬輸入電壓范圍，并具備100%占空比操作能力。該控制器符合AEC-Q100標準，適用于-40°C至125°C的環境溫度范圍，同時提供功能安全選項。

二、主要特性

• ?寬輸入電壓范圍?：4V至80V，支持多種汽車電源電壓。
• ?雙通道同步降壓?：提供兩個獨立的同步降壓通道，可配置為單輸出多相或雙輸出模式。
• ?100%占空比支持?：在輸入電壓接近輸出電壓時，通過集成電荷泵實現100%占空比，確保低壓降操作。
• ?功能安全選項?：提供功能安全能力（Capable）、ASIL B和ASIL D等級選項，滿足不同安全需求。
• ?高效能設計?：采用峰值電流模式控制，具有快速瞬態響應和優秀的負載及線性調整率。
• ?低靜態電流?：無負載時靜態電流低至12.7μA（典型值），延長電池使用壽命。

三、電氣特性

• ?輸出電壓范圍?：固定3.3V、5V、12V或可調0.8V至60V。
• ?開關頻率?：100kHz至2.2MHz，可通過外部電阻調整。
• ?軟啟動功能?：可編程軟啟動時間，減少啟動應力。
• ?保護特性?：包括過壓保護、欠壓保護、過流保護、熱關斷保護等。
• ?高效率?：在寬輸入電壓和負載范圍內保持高效率。

四、功能描述

• ?PFM/PWM模式?：支持脈沖頻率調制（PFM）和脈沖寬度調制（PWM）模式，輕載時自動切換到PFM模式以提高效率。
• ?DRSS技術?：采用雙隨機擴頻譜技術，降低EMI干擾。
• ?同步輸出?：提供SYNCOUT引腳，用于同步多個控制器。
• ?獨立使能輸入?：每個通道具有獨立的使能輸入，方便靈活控制。
• ?高精度電流監測?：支持通過電感DCR或外部分流電阻進行高精度電流監測。

五、應用

• ?汽車電子系統?：如信息娛樂系統、儀表集群、ADAS系統等。
• ?車身電子與照明?：提供穩定的電源輸出，滿足車身電子設備和照明的需求。
• ?高壓電池系統?：適用于高壓電池管理系統中的電源轉換。

六、布局與熱設計

• ?布局指南?：建議將功率MOSFET、電感器和輸入輸出電容靠近控制器放置，以減小寄生電感和電阻。同時，注意控制器的散熱設計，確保熱焊盤與PCB地平面良好連接。
• ?熱設計?：控制器采用36引腳VQFN封裝，具有熱焊盤，有助于提高散熱效率。

七、封裝與尺寸

• ?封裝類型?：36引腳VQFN封裝，6mm×6mm尺寸。
• ?引腳配置?：包括電源、地、控制、反饋、驅動和同步等引腳。