ZHCSWL4 June 2024 LM5171
PRODUCTION DATA
- 1
- 1 特性
- 2 應(yīng)用
- 3 說明
- 4 引腳配置和功能
- 5 規(guī)格
-
6 詳細(xì)說明
- 6.1 概述
- 6.2 功能方框圖
- 6.3
特性說明
- 6.3.1 輔助電源和電壓基準(zhǔn)（VCC、VDD 和 VREF）
- 6.3.2 欠壓鎖定 (UVLO) 和控制器啟用或禁用
- 6.3.3 高電壓輸入（HV1、HV2）
- 6.3.4 電流檢測(cè)放大器
- 6.3.5 控制命令
- 6.3.6 通道電流監(jiān)測(cè)器（IMON1、IMON2）
- 6.3.7 逐周期峰值電流限制 (IPK)
- 6.3.8 內(nèi)部電流環(huán)路誤差放大器
- 6.3.9 外部電壓環(huán)路誤差放大器
- 6.3.10 軟啟動(dòng)、二極管仿真和強(qiáng)制 PWM 控制（SS/DEM1 和 SS/DEM2）
- 6.3.11 柵極驅(qū)動(dòng)輸出、死區(qū)時(shí)間編程和自適應(yīng)死區(qū)時(shí)間（HO1、HO2、LO1、LO2、DT/SD）
- 6.3.12 緊急鎖存關(guān)斷 (DT/SD)
- 6.3.13 PWM 比較器
- 6.3.14 振蕩器 (OSC)
- 6.3.15 同步到外部時(shí)鐘（SYNCI、SYNCO）
- 6.3.16 過壓保護(hù) (OVP)
- 6.3.17 多相配置（SYNCO、OPT）
- 6.3.18 熱關(guān)斷
- 6.4 編程
- 6.5 寄存器
-
7 應(yīng)用和實(shí)施
- 7.1 應(yīng)用信息
- 7.2
典型應(yīng)用
- 7.2.1
60A、雙相、48V 至 12V 雙向轉(zhuǎn)換器
- 7.2.1.1 設(shè)計(jì)要求
- 7.2.1.2
詳細(xì)設(shè)計(jì)過程
- 7.2.1.2.1 確定占空比
- 7.2.1.2.2 振蕩器編程
- 7.2.1.2.3 功率電感器、RMS 和峰值電流
- 7.2.1.2.4 電流檢測(cè) (RCS)
- 7.2.1.2.5 電流設(shè)置限制 (ISETx)
- 7.2.1.2.6 峰值電流限制
- 7.2.1.2.7 功率 MOSFET
- 7.2.1.2.8 輔助電源
- 7.2.1.2.9 自舉二極管
- 7.2.1.2.10 OVP
- 7.2.1.2.11 死區(qū)時(shí)間
- 7.2.1.2.12 通道電流監(jiān)測(cè)器 (IMONx)
- 7.2.1.2.13 UVLO 引腳用途
- 7.2.1.2.14 HVx 引腳配置
- 7.2.1.2.15 環(huán)路補(bǔ)償
- 7.2.1.2.16 軟啟動(dòng)
- 7.2.1.2.17 PWM 轉(zhuǎn)換為 ISET 引腳上的電壓
- 7.2.1.2.18 正確端接未使用的引腳
- 7.2.1.3 應(yīng)用曲線
- 7.2.1
60A、雙相、48V 至 12V 雙向轉(zhuǎn)換器
- 7.3 電源相關(guān)建議
- 7.4 布局
- 8 器件和文檔支持
- 9 修訂歷史記錄
- 10機(jī)械、封裝和可訂購信息
封裝選項(xiàng)
機(jī)械數(shù)據(jù) (封裝 | 引腳)
- PHP|48
散熱焊盤機(jī)械數(shù)據(jù) (封裝 | 引腳)
- PHP|48
訂購信息
6.3.11 柵極驅(qū)動(dòng)輸出、死區(qū)時(shí)間編程和自適應(yīng)死區(qū)時(shí)間（HO1、HO2、LO1、LO2、DT/SD）
LM5171 的每個(gè)通道都有一個(gè)穩(wěn)健的 5A（峰值）半橋驅(qū)動(dòng)器，用于驅(qū)動(dòng)外部 N 通道功率 MOSFET。如圖 6-14 所示，低側(cè)驅(qū)動(dòng)器直接由 VCC 供電，高側(cè)驅(qū)動(dòng)器由自舉電容器 CBT 供電。在低側(cè)驅(qū)動(dòng)器導(dǎo)通期間，SW 引腳被下拉至 PGND，而 CBT 由 VCC 通過自舉二極管 DBT 供電。TI 建議為 CBT 選擇一個(gè) 0.1μF 或更大的陶瓷電容器，并為 DBT 選擇一個(gè) 1A 和 100V 額定值的超快速二極管。TI 還強(qiáng)烈建議用戶添加一個(gè)與 DBT 串聯(lián)的 2Ω 至 5Ω 電阻器 (RBT)，以限制浪涌充電電流并提升高側(cè)驅(qū)動(dòng)器的抗噪性能。
圖 6-14 高側(cè)輔助電源的自舉電路（僅顯示一個(gè)通道）在降壓模式下的啟動(dòng)期間，CBT 可能最初不會(huì)充電；然后 LM5171 會(huì)使高側(cè)驅(qū)動(dòng)器輸出（HO1 和 HO2）保持關(guān)斷，并在連續(xù)周期內(nèi)發(fā)送寬度為 100ns 的 LO 脈沖給 CBT 預(yù)充電。當(dāng)自舉電壓大于 6.5V 的自舉 UV 閾值時(shí)，高側(cè)驅(qū)動(dòng)器會(huì)在 HO1 和 HO2 引腳上輸出 PWM 信號(hào)以執(zhí)行正常的開關(guān)操作。如果自舉電壓在下降沿低于自舉 UV 閾值電壓，則相應(yīng)的 HO 輸出會(huì)拉至低電平，直到自舉電壓恢復(fù)為正常的 HO 開關(guān)脈沖。在正常降壓模式運(yùn)行期間，當(dāng) CBT 電壓降至 6.5V 自舉 UV 閾值以下時(shí)，會(huì)通過中斷正常的開關(guān)操作來啟動(dòng)相同的預(yù)充電功能，直到自舉電壓恢復(fù)到 UV 閾值以上。這有助于防止功率 MOSFET 因柵極電壓不足而進(jìn)入線性模式。請(qǐng)注意，由于老化過程中的性能下降，MOSFET 的柵極閾值電壓可能會(huì)升至高達(dá) 6V。
在升壓模式下啟動(dòng)和正常運(yùn)行期間，CBT 會(huì)通過低側(cè) MOSFET 的正常導(dǎo)通進(jìn)行自然充電，因此 LO 引腳上沒有這樣的 100ns 預(yù)充電脈沖。
為了防止在同一半橋臂上的高側(cè)和低側(cè)功率 MOSFET 之間發(fā)生擊穿，可以使用 DT 引腳選擇兩種類型的死區(qū)時(shí)間方案：可編程死區(qū)時(shí)間或內(nèi)置自適應(yīng)死區(qū)時(shí)間。
若要對(duì)死區(qū)時(shí)間進(jìn)行編程，請(qǐng)?jiān)?DT/SD 和 AGND 引腳之間放置一個(gè)電阻器 RDT，如圖 6-15 所示。
圖 6-16 中所示的死區(qū)時(shí)間 tDT 由方程式 14 確定：
請(qǐng)注意，該公式可用于將 tDT 編程為 15ns 和 200ns 之間。當(dāng)功率 MOSFET 連接到柵極驅(qū)動(dòng)器時(shí)，其柵極輸入電容 CISS 會(huì)成為柵極驅(qū)動(dòng)輸出的負(fù)載，且 HO 和 LO 壓擺率會(huì)下降，導(dǎo)致高側(cè)和低側(cè) MOSFET 之間的有效 tDT 降低。用戶必須評(píng)估有效的 tDT，確保其足以防止高側(cè)和低側(cè) MOSFET 之間發(fā)生擊穿。
未使用 DT 編程功能時(shí)，只需將 DT/SD 引腳連接至 VDD（如圖 6-17 所示），即可激活內(nèi)置自適應(yīng)死區(qū)時(shí)間。實(shí)現(xiàn)自適應(yīng)死區(qū)時(shí)間的方法是由同一半橋開關(guān)橋臂的另一個(gè)驅(qū)動(dòng)器（LO 或 HO）實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)驅(qū)動(dòng)器（HO 或 LO）的輸出，如圖 6-17 和圖 6-18 所示。僅當(dāng)驅(qū)動(dòng)器的輸出電壓降至 1.5V 以下時(shí)，另一個(gè)驅(qū)動(dòng)器才會(huì)開始導(dǎo)通。如果使用串聯(lián)柵極電阻器，或者柵極驅(qū)動(dòng)器的 PCB 布線由于布局設(shè)計(jì)不良而具有過大的阻抗，則自適應(yīng)死區(qū)時(shí)間的有效性會(huì)大大降低。
圖 6-15 通過 DT 引腳進(jìn)行死區(qū)時(shí)間編程（僅顯示一個(gè)通道）
圖 6-16 柵極驅(qū)動(dòng)死區(qū)時(shí)間（僅顯示一個(gè)通道）
圖 6-17 不進(jìn)行外部編程時(shí)的死區(qū)時(shí)間（僅顯示一個(gè)通道）
圖 6-18 自適應(yīng)死區(qū)時(shí)間（僅顯示一個(gè)通道）