ZHCSPB0B April 2023 – September 2025 LM5171-Q1
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（VCC、VDD 和 VREF）
- 6.3.2 欠壓鎖定 (UVLO)
- 6.3.3 器件配置 (CFG)
- 6.3.4 高電壓輸入（HV1、HV2）
- 6.3.5 電流檢測放大器
- 6.3.6 控制命令
- 6.3.7 通道電流監(jiān)測器（IMON1、IMON2）
- 6.3.8 逐周期峰值電流限制 (IPK)
- 6.3.9 內(nèi)部電流環(huán)路誤差放大器
- 6.3.10 外部電壓環(huán)路誤差放大器
- 6.3.11 軟啟動、二極管仿真和強制 PWM 控制（SS/DEM1 和 SS/DEM2）
- 6.3.12 柵極驅(qū)動輸出、死區(qū)時間編程和自適應(yīng)死區(qū)時間（HO1、HO2、LO1、LO2、DT/SD）
- 6.3.13 緊急鎖存關(guān)斷 (DT/SD)
- 6.3.14 PWM 比較器
- 6.3.15 振蕩器 (OSC)
- 6.3.16 同步到外部時鐘（SYNCI、SYNCO）
- 6.3.17 過壓保護 (OVP)
- 6.3.18 多相配置（SYNCO、OPT）
- 6.3.19 熱關(guān)斷
- 6.4 器件功能模式
- 7 寄存器
-
8 應(yīng)用和實施
- 8.1 應(yīng)用信息
- 8.2 PWM 轉(zhuǎn)換為 ISET 引腳上的電壓
- 8.3 ISET 鉗位
- 8.4 動態(tài)死區(qū)時間調(diào)整
- 8.5 正確端接未使用的引腳
- 8.6
典型應(yīng)用
- 8.6.1
60A、雙相、48V 至 12V 雙向轉(zhuǎn)換器
- 8.6.1.1 設(shè)計要求
- 8.6.1.2
詳細設(shè)計過程
- 8.6.1.2.1 確定占空比
- 8.6.1.2.2 振蕩器編程 (OSC)
- 8.6.1.2.3 功率電感器、RMS 和峰值電流
- 8.6.1.2.4 電流檢測 (RCS)
- 8.6.1.2.5 電流設(shè)置命令 (ISETx)
- 8.6.1.2.6 峰值電流限制 (IPK)
- 8.6.1.2.7 功率 MOSFET
- 8.6.1.2.8 輔助電源
- 8.6.1.2.9 自舉電容器
- 8.6.1.2.10 過壓保護 (OVP)
- 8.6.1.2.11 死區(qū)時間 (DT/SD)
- 8.6.1.2.12 通道電流監(jiān)測器 (IMONx)
- 8.6.1.2.13 欠壓鎖定 (UVLO)
- 8.6.1.2.14 HVx 引腳配置
- 8.6.1.2.15 環(huán)路補償
- 8.6.1.2.16 軟啟動 (SS/DEMx)
- 8.6.1.3 應(yīng)用曲線
- 8.6.1
60A、雙相、48V 至 12V 雙向轉(zhuǎn)換器
- 8.7 電源相關(guān)建議
- 8.8 布局
- 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
封裝選項
機械數(shù)據(jù) (封裝 | 引腳)
- PHP|48
散熱焊盤機械數(shù)據(jù) (封裝 | 引腳)
- PHP|48
訂購信息
6.3.12 柵極驅(qū)動輸出、死區(qū)時間編程和自適應(yīng)死區(qū)時間（HO1、HO2、LO1、LO2、DT/SD）
LM5171-Q1 的每個通道都有一個穩(wěn)健的 5A（峰值）半橋驅(qū)動器，用于驅(qū)動外部 N 通道功率 MOSFET。如圖 6-16 所示，低側(cè)驅(qū)動器直接由 VCC 供電，高側(cè)驅(qū)動器由自舉電容器 CBT 供電。在低側(cè)驅(qū)動器導通期間，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 0.1μF 或更大的陶瓷電容器，并為 DBT 選擇一個 1A 和 100V 額定值的超快速二極管。TI 還強烈建議用戶添加一個與 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)動器的抗噪性能。
圖 6-16 高側(cè)輔助電源的自舉電路（僅顯示一個通道）在降壓模式下的啟動期間，CBT 最初不會充電；然后 LM5171-Q1 會使高側(cè)驅(qū)動器輸出（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。當自舉電壓大于 6.5V 的自舉 UV 閾值時，高側(cè)驅(qū)動器會在 HO1 和 HO2 引腳上輸出 PWM 信號以執(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。在正常降壓模式運行期間，當 CBT 電壓降至 6.5V 自舉 UV 閾值以下時，會通過中斷正常的開關(guān)操作來啟動相同的預(yù)充電功能，直到自舉電壓恢復(fù)到 UV 閾值以上。預(yù)充電功能有助于防止功率 MOSFET 因柵極電壓不足而進入線性模式。請注意，由于老化過程中的性能下降，MOSFET 的柵極閾值電壓可能會升至 6V。
在升壓模式下 啟動和正常運行期間，CBT 會通過低側(cè) MOSFET 的正常導通進行自然充電，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，使用 DT 引腳選擇兩種類型的死區(qū)時間方案：可編程死區(qū)時間或內(nèi)置自適應(yīng)死區(qū)時間。
若要對死區(qū)時間進行編程，請在 DT/SD 和 AGND 引腳之間放置一個電阻器 RDT，如圖 6-17 所示。
圖 6-18 中所示的死區(qū)時間 tDT 由方程式 12 確定：
請注意，該公式可用于將 tDT 編程為 15ns 和 200ns 之間。當功率 MOSFET 連接到柵極驅(qū)動器時，其柵極輸入電容 CISS 會成為柵極驅(qū)動輸出的負載，且 HO 和 LO 壓擺率會下降，導致高側(cè)和低側(cè) MOSFET 之間的有效 tDT 降低。評估有效的 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，只需將 DT/SD 引腳連接至 VDD（如圖 6-19 所示），即可激活內(nèi)置自適應(yīng)死區(qū)時間。實現(xiàn)自適應(yīng)死區(qū)時間的方法是由同一半橋開關(guān)橋臂的另一個驅(qū)動器（LO 或 HO）實時監(jiān)測驅(qū)動器（HO 或 LO）的輸出，如圖 6-19 和圖 6-20 所示。僅當驅(qū)動器的輸出電壓降至 1.5V 以下時，另一個驅(qū)動器才會開始導通。如果使用串聯(lián)柵極電阻器，或者柵極驅(qū)動器的 PCB 布線由于布局設(shè)計不良而具有過大的阻抗，則自適應(yīng)死區(qū)時間的有效性會大大降低。
圖 6-17 通過 DT 引腳進行死區(qū)時間編程（僅顯示一個通道）
圖 6-18 柵極驅(qū)動死區(qū)時間（僅顯示一個通道）
圖 6-19 不進行外部編程時的死區(qū)時間（僅顯示一個通道）
圖 6-20 自適應(yīng)死區(qū)時間（僅顯示一個通道）