ZHCSWW7B August 2024 – August 2025 LM5137-Q1
PRODUCTION DATA
- 1
- 1 特性
- 2 應用
- 3 說明
- 4 相關產品
- 5 引腳配置和功能
- 6 規格
-
7 詳細說明
- 7.1 概述
- 7.2 功能方框圖
- 7.3
特性說明
- 7.3.1 輸入電壓范圍 (VIN)
- 7.3.2 輔助電源穩壓器（VCC、BIAS1/VOUT1、VDDA）
- 7.3.3 精密啟用端（EN1、EN2）
- 7.3.4 開關頻率 (RT)
- 7.3.5 脈沖頻率調制和同步 (PFM/SYNC)
- 7.3.6 同步輸出 (SYNCOUT)
- 7.3.7 雙隨機展頻 (DRSS)
- 7.3.8 可配置軟啟動 (RSS)
- 7.3.9 輸出電壓設定點（FB1、FB2）
- 7.3.10 誤差放大器和 PWM 比較器（FB1、FB2、COMP1、COMP2）
- 7.3.11 電感器電流檢測（ISNS1+、BIAS1/VOUT1、ISNS2+、VOUT2）
- 7.3.12 超短可控導通時間
- 7.3.13 100% 占空比性能
- 7.3.14 MOSFET 柵極驅動器（HO1、HO2、LO1、LO2）
- 7.3.15 輸出配置 (CNFG)
- 7.4 器件功能模式
- 8 應用和實施
- 9 器件和文檔支持
- 10修訂歷史記錄
- 11機械、封裝和可訂購信息
8.1.1.5 EMI 濾波器
開關穩壓器具有負輸入阻抗特性，該阻抗在最小輸入電壓條件和滿負載下最低。欠阻尼 LC 濾波器在濾波器的諧振頻率條件下具有高輸出阻抗。為實現穩定性，濾波器輸出阻抗（近似為 LC 元件的特征阻抗）必須小于穩壓器輸入阻抗的絕對值。
方程式 18. 
EMI 濾波器設計步驟如下：
- 計算 EMI 濾波器在開關頻率下所需的衰減，其中 CIN 表示開關穩壓器輸入端的現有電容。
- 輸入濾波器電感 LIN 通常選擇為 1μH 和 6.8μH 之間，但可以通過減少該電感來降低高電流設計中的損耗。
- 計算輸入濾波器電容 CF。
圖 8-2 具有 π 級 EMI 濾波器的降壓穩壓器通過從傅里葉級數輸入電流波形計算第一個諧波電流并乘以輸入阻抗（阻抗由現有輸入電容器 CIN 定義），可以得到一個表達式來獲取所需的衰減，如方程式 19 所示。
方程式 19. 
其中
- VMAX 是適用傳導 EMI 規格（例如 CISPR 25 5 類）允許的 dBμV 噪聲水平
- CIN 是降壓穩壓器的現有輸入電容
- DMAX 是最大工作占空比（在最小輸入電壓下）
- IL(PEAK) 是峰值電感器電流
出于濾波器設計目的，輸入端的電流可以建模為方波。根據方程式 20 確定 EMI 濾波器電容 CF。
方程式 20. 
在開關穩壓器中增加一個輸入濾波器（如圖 8-2 所示）會使“控制到輸出”傳遞函數發生變化。濾波器的輸出阻抗必須足夠小，使得輸入濾波器不會顯著影響降壓穩壓器的環路增益。阻抗在濾波器諧振頻率下達到峰值。使用方程式 21 計算濾波器的諧振頻率。
方程式 21. 
圖 8-2 中 RD 的用途是減小濾波器在諧振頻率下的峰值輸出阻抗。電容器 CD 會阻礙輸入電壓的直流分量，從而避免 RD 上產生過大的功率損耗。電容器 CD 在諧振頻率下的阻抗必須小于 RD，并且電容值必須大于輸入電容器 CIN 的電容值。該要求可以防止 CIN 干擾主濾波器的截止頻率。當濾波器的輸出阻抗在諧振頻率下較大（由 LIN 和 CIN 構成的濾波器具有過高的 Q）時，需要增加阻尼。使用電解電容器 CD 來提供方程式 22 所給出的并聯阻尼值。
方程式 22. 
使用方程式 23 來選擇阻尼電容器 RD。
方程式 23. 