LM5137F-Q1

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汽車級 80V、100% 占空比、雙通道功能安全同步降壓控制器

產品詳情

Rating Automotive Topology Buck Iout (max) (A) 40 Vin (max) (V) 80 Vin (min) (V) 4.096 Vout (max) (V) 70 Vout (min) (V) 0.8 Control mode current mode Features Adjustable current limit, Enable, Frequency synchronization, Light Load Efficiency, Multiple Outputs, Phase Interleaving, Power good, Pre-Bias Start-Up, Spread Spectrum, Synchronous Rectification, UVLO adjustable Operating temperature range (°C) -40 to 150 Iq (typ) (μA) 12 Duty cycle (max) (%) 100 Number of phases 4 TI functional safety category Functional Safety-Compliant EMI features Spread Spectrum
Rating Automotive Topology Buck Iout (max) (A) 40 Vin (max) (V) 80 Vin (min) (V) 4.096 Vout (max) (V) 70 Vout (min) (V) 0.8 Control mode current mode Features Adjustable current limit, Enable, Frequency synchronization, Light Load Efficiency, Multiple Outputs, Phase Interleaving, Power good, Pre-Bias Start-Up, Spread Spectrum, Synchronous Rectification, UVLO adjustable Operating temperature range (°C) -40 to 150 Iq (typ) (μA) 12 Duty cycle (max) (%) 100 Number of phases 4 TI functional safety category Functional Safety-Compliant EMI features Spread Spectrum
VQFN (RHA) 36 36 mm2 6 x 6
  • 符合面向汽車應用的 AEC-Q100 標準:
    • 器件溫度等級 1:–40°C 至 125°C 環境工作溫度范圍
  • 符合功能安全標準
    • 專為功能安全應用開發
      • 三個可訂購器件型號,分別支持功能安全型、ASIL B 和 ASIL D 選項
    • 有助于使 ISO 26262 系統設計符合 ASIL D 要求的文檔
    • 系統可滿足 ASIL D 級要求
    • 硬件完整性高達 ASIL D 級
  • 多功能雙通道同步直流/直流降壓控制器
    • 寬輸入電壓范圍為 4V 至 80V
    • 1% 精度、3.3V/5V/12V 固定或 0.8V 至 60V 可調輸出電壓
    • 每個通道的電流監控輸出
    • 支持 100% 占空比的電荷泵柵極驅動器
    • 13μA 空載睡眠電流(典型值)
    • 內部斷續模式過流保護
  • 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
  • 專為滿足超低 EMI 要求而設計
    • 雙隨機展頻 (DRSS)
    • 開關頻率范圍為 100kHz 至 2.5MHz
  • 具有可濕性側面的 VQFN-36 封裝
  • 使用 LM5137F-Q1 并借助 WEBENCH Power DesignerWEBENCH Power Designer 創建定制設計方案
  • 符合面向汽車應用的 AEC-Q100 標準:
    • 器件溫度等級 1:–40°C 至 125°C 環境工作溫度范圍
  • 符合功能安全標準
    • 專為功能安全應用開發
      • 三個可訂購器件型號,分別支持功能安全型、ASIL B 和 ASIL D 選項
    • 有助于使 ISO 26262 系統設計符合 ASIL D 要求的文檔
    • 系統可滿足 ASIL D 級要求
    • 硬件完整性高達 ASIL D 級
  • 多功能雙通道同步直流/直流降壓控制器
    • 寬輸入電壓范圍為 4V 至 80V
    • 1% 精度、3.3V/5V/12V 固定或 0.8V 至 60V 可調輸出電壓
    • 每個通道的電流監控輸出
    • 支持 100% 占空比的電荷泵柵極驅動器
    • 13μA 空載睡眠電流(典型值)
    • 內部斷續模式過流保護
  • 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
  • 專為滿足超低 EMI 要求而設計
    • 雙隨機展頻 (DRSS)
    • 開關頻率范圍為 100kHz 至 2.5MHz
  • 具有可濕性側面的 VQFN-36 封裝
  • 使用 LM5137F-Q1 并借助 WEBENCH Power DesignerWEBENCH Power Designer 創建定制設計方案

LM5137F-Q1 是一款 80V 雙通道降壓控制器,其所屬產品系列提供三個功能安全 選項:功能安全型、ASIL B 或 ASIL D。該器件采用交錯式可堆疊峰值電流模式架構,可實現簡單環路補償、快速瞬態響應、優異的負載和線路調節能力,并可通過用于高輸出電流的并聯相位實現精確的電流共享。22ns 的高側開關超短導通時間有助于獲得大降壓比,支持從 12V、24V 或 48V汽車 輸入到低電壓軌的直接降壓轉換,從而降低系統 設計 成本和復雜性。LM5137F-Q1 在輸入電壓突降至 4V 時,仍能根據需要以 100% 的占空比繼續工作。

通過包含多種特性來輕松滿足 CISPR 25 和汽車 EMI 要求。自適應定時高電流 MOSFET 柵極驅動器可在開關切換期間盡可能地減少體二極管導通,從而降低高輸入電壓和高開關頻率下的開關損耗并提高熱性能和 EMI 性能。為了降低輸入電容器紋波電流和 EMI 濾波器尺寸,針對兩個輸出提供 180° 交錯運行方式。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 的通過電阻器調節的開關頻率可同步至高達 2.5MHz 的外部時鐘源,從而消除噪聲敏感應用中的拍頻。

13µA 空載靜態電流及穩壓輸出電壓可延長電池供電汽車系統的工作運行時間。LM5137F-Q1 的其他特性包括 150°C 最大工作結溫、可在輕負載條件下降低電流消耗的用戶可選 PFM 模式、可配置軟啟動功能、用于故障報告和輸出監控的開漏電源故障和 PG 標志、獨立的使能端輸入、單調啟動至預偏置負載、可從 VIN 或 VOUT1 供電的集成 VCC 偏置電源穩壓器、斷續模式過載保護和帶自動恢復功能的熱關斷保護。使用電感器 DCR 感測電流可實現超高效率,也可使用分流電阻器進行感測以實現高精度。

LM5137F-Q1 控制器符合 AEC-Q100 1 級汽車應用要求, 采用 6mm × 6mm 熱增強型 36 引腳 VQFN 封裝,該封裝具有額外的引腳間隙來提高可靠性,同時還具有可潤濕側翼引腳,便于在制造期間進行光學檢測。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 可為需要增強穩健性和耐用性的功能安全 (FuSa) 應用提供出色的負載點穩壓器設計。

LM5137F-Q1 是一款 80V 雙通道降壓控制器,其所屬產品系列提供三個功能安全 選項:功能安全型、ASIL B 或 ASIL D。該器件采用交錯式可堆疊峰值電流模式架構,可實現簡單環路補償、快速瞬態響應、優異的負載和線路調節能力,并可通過用于高輸出電流的并聯相位實現精確的電流共享。22ns 的高側開關超短導通時間有助于獲得大降壓比,支持從 12V、24V 或 48V汽車 輸入到低電壓軌的直接降壓轉換,從而降低系統 設計 成本和復雜性。LM5137F-Q1 在輸入電壓突降至 4V 時,仍能根據需要以 100% 的占空比繼續工作。

通過包含多種特性來輕松滿足 CISPR 25 和汽車 EMI 要求。自適應定時高電流 MOSFET 柵極驅動器可在開關切換期間盡可能地減少體二極管導通,從而降低高輸入電壓和高開關頻率下的開關損耗并提高熱性能和 EMI 性能。為了降低輸入電容器紋波電流和 EMI 濾波器尺寸,針對兩個輸出提供 180° 交錯運行方式。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 的通過電阻器調節的開關頻率可同步至高達 2.5MHz 的外部時鐘源,從而消除噪聲敏感應用中的拍頻。

13µA 空載靜態電流及穩壓輸出電壓可延長電池供電汽車系統的工作運行時間。LM5137F-Q1 的其他特性包括 150°C 最大工作結溫、可在輕負載條件下降低電流消耗的用戶可選 PFM 模式、可配置軟啟動功能、用于故障報告和輸出監控的開漏電源故障和 PG 標志、獨立的使能端輸入、單調啟動至預偏置負載、可從 VIN 或 VOUT1 供電的集成 VCC 偏置電源穩壓器、斷續模式過載保護和帶自動恢復功能的熱關斷保護。使用電感器 DCR 感測電流可實現超高效率,也可使用分流電阻器進行感測以實現高精度。

LM5137F-Q1 控制器符合 AEC-Q100 1 級汽車應用要求, 采用 6mm × 6mm 熱增強型 36 引腳 VQFN 封裝,該封裝具有額外的引腳間隙來提高可靠性,同時還具有可潤濕側翼引腳,便于在制造期間進行光學檢測。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 可為需要增強穩健性和耐用性的功能安全 (FuSa) 應用提供出色的負載點穩壓器設計。

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EVM 用戶指南 LM5137F-Q1 12V 20A 單輸出評估模塊 PDF | HTML 英語版 PDF | HTML 2025年 3月 25日
證書 LM5137F-Q1-EVM12V EU Declaration of Conformity (DoC) 2025年 2月 12日
技術文章 TI ?? ?? ?? ? ?????? ??? ADAS ????? ?? ?? PDF | HTML 2024年 11月 25日
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技術文章 在汽車無電池降壓前置穩壓器設計中實現功能安全合規性 PDF | HTML 2024年 11月 19日
技術文章 在汽車非電池供電降壓前置穩壓器設計中實現功能安全合規性 PDF | HTML 英語版 PDF | HTML 2024年 11月 19日
技術文章 ??? ?? ??? ? ?? ????? ???? ?? ?? ?? ?? ?? PDF | HTML 2024年 11月 19日
證書 LM25137F-Q1-EVM5D3 EU Declaration of Conformity (DoC) 2024年 7月 23日
電子書 An Engineer’s Guide to Low EMI in DC/DC Regulators 2021年 4月 21日
白皮書 An overview of radiated EMI specifications for power supplies 2018年 6月 5日

設計和開發

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評估板

LM25137F-Q1-EVM5D3 — LM25137F-Q1 評估模塊

LM25137-Q1-EVM5D3 評估模塊 (EVM) 旨在展示 LM (2) 5137-Q1 雙通道同步降壓控制器;此控制器適用于最高滿足 ASIL D 或 SIL 3 等級的功能安全應用。該 EVM 在 6.5V 至 36V 的寬輸入電壓范圍內工作,可提供 5V 和 3.3V 穩壓輸出,在每個輸出高達 20A 的負載電流下,設定點精度優于 1%。
用戶指南: PDF | HTML
英語版 (Rev.A): PDF | HTML
評估板

LM5137F-Q1-EVM12V — LM5137F-Q1 評估模塊

LM5137F-Q1-EVM12V 評估模塊 (EVM) 旨在展示 LM5137F-Q1 同步降壓控制器,該控制器用于最高滿足 ASIL D 等級的功能安全應用。該 EVM 采用雙相交錯設計,輸入電壓范圍為 36V 至 72V,可在高達 20A 的電流下提供 12V 穩壓輸出。
用戶指南: PDF | HTML
英語版: PDF | HTML
計算工具

LM5137-LM25137-DESIGN-CALC LM5137/-Q1 and LM25137/-Q1 quickstart calculator

Welcome to the quickstart design tool for the LM5137, LM5137-Q1, LM25137 and LM25137-Q1 controller family, which is intended for functional safety applications. This standalone tool facilitates and assists the power supply engineer with the design of a DC/DC buck regulator in a single- or (...)

支持的產品和硬件

支持的產品和硬件

產品
交流/直流和直流/直流控制器(外部 FET)
LM5137 支持 100% 占空比的 80V 雙通道同步降壓控制器 LM5137-Q1 支持 100% 占空比的汽車級 80V 雙通道同步降壓控制器 LM25137 支持 100% 占空比的 42V 雙通道同步降壓控制器 LM25137-Q1 支持 100% 占空比的汽車級 42V 雙通道同步降壓控制器 LM5137F-Q1 汽車級 80V、100% 占空比、雙通道功能安全同步降壓控制器 LM25137F-Q1 汽車級 42V、100% 占空比、雙通道功能安全同步降壓控制器
硬件開發
評估板
LM25137F-Q1-EVM5D3 LM25137F-Q1 評估模塊 LM5137F-Q1-EVM12V LM5137F-Q1 評估模塊
PCB 布局

LM5137-Q1 EVM PCB Layout Files

SNVMCE0.ZIP (1987 KB)
參考設計

PMP23611 — 48V 輸入、250W 汽車級雙相降壓轉換器(配備 GaN 半橋功率級)參考設計

此參考設計為汽車高級駕駛輔助系統 (ADAS) 以及信息娛樂系統與儀表組應用提供電源??稍谕暾钠囯妷悍秶鷥冗\行,最高支持 60V。該設計在 20VIN 至 60VIN 電壓范圍內展現出 92% 至 96% 的峰值轉換效率,并可在 2700mm2 條件下實現高功率密度。這些結果提供了充分的信息,從穩定性、熱響應以及在各種輸入電壓和負載條件下的效率表現等方面,驗證了該設計。結果還顯示,在 25% 至 75% 負載瞬態事件及 50% 至 100% 負載瞬態事件期間,存在約 5% 的過沖和下沖現象。
測試報告: PDF
參考設計

PMP23591 — 具有 GaN 開關的 20V 至 60V 輸入電壓、600W 汽車級兩相降壓轉換器參考設計

此參考設計可從額定的 48V 輸入生成穩定的 12V 輸出。此設計可以處理高達 50A 的最大電流,每相電流高達 25A。LM5137F-Q1 控制器通過集成的柵極驅動器為 LMG2100R026 半橋氮化鎵 (GaN) 場效應晶體管 (FET) 提供開關信號。
測試報告: PDF
參考設計

PMP41158 — 450W 四相交錯式降壓轉換器參考設計

該參考設計介紹了一款四相交錯降壓轉換器。使用 LM5137F-Q1 作為控制器,通過三個功能安全選項啟用轉換器:功能、ASIL B 和 ASIL D。該轉換器可在 6.5V 至 36V 的寬電壓范圍內運行,以提供 4.5V 常規輸出。在每個輸出的負載電流高達 42A 時,設置點精度優于1%。該轉換器采用動態切相技術,可在每路輸出的 15mA 下實現 81% 的效率,并且當輸出電流在1μs 中從 21A 躍升至 86A 時,還可以實現 ±8.3% 的輸出電壓振動。
設計指南: PDF
封裝 引腳 CAD 符號、封裝和 3D 模型
VQFN (RHA) 36 Ultra Librarian

訂購和質量

包含信息:
  • RoHS
  • REACH
  • 器件標識
  • 引腳鍍層/焊球材料
  • MSL 等級/回流焊峰值溫度
  • MTBF/時基故障估算
  • 材料成分
  • 鑒定摘要
  • 持續可靠性監測
包含信息:
  • 制造廠地點
  • 封裝廠地點

推薦產品可能包含與 TI 此產品相關的參數、評估模塊或參考設計。

支持和培訓

視頻