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AC/DC 和 DC/DC 控制器 (外部 FET)

LM5140-Q1

現行

寬 Vin 雙路 2.2MHz 低 Iq 同步降壓控制器

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LM5143A-Q1 現行 車用 3.5-V 至 65-V、低 IQ、雙輸出、堆疊式同步降壓 DC-DC 控制器 Recommended for new designs.
LM5148-Q1 現行 具有超低 IQ 的車用 80V 同步降壓 DC/DC 控制器 Single output stackable to two phases, smaller footprint, lower IQ, and greater efficiency.

LM5140-Q1

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產品詳細資料

Rating Automotive Topology Buck Iout (max) (A) 40 Vin (max) (V) 65 Vin (min) (V) 3.8 Vout (max) (V) 15 Vout (min) (V) 1.5 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, Tracking, UVLO Fixed Operating temperature range (°C) -40 to 150 Iq (typ) (µA) 35 Duty cycle (max) (%) 96 Number of phases 2 EMI features Spread Spectrum
Rating Automotive Topology Buck Iout (max) (A) 40 Vin (max) (V) 65 Vin (min) (V) 3.8 Vout (max) (V) 15 Vout (min) (V) 1.5 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, Tracking, UVLO Fixed Operating temperature range (°C) -40 to 150 Iq (typ) (µA) 35 Duty cycle (max) (%) 96 Number of phases 2 EMI features Spread Spectrum
VQFNP (RWG) 40 36 mm² 6 x 6
  • Qualified for Automotive Applications
  • AEC-Q100 Test Guidance With the Following
    • Device Temperature Grade 1: –40°;C to +125°;C Ambient Operating Temperature
    • Device HBM ESD Classification Level 2
    • Device CDM ESD Classification Level C4B
  • Input Operating Range from 3.8 V to 65 V (70 V Absolute Maximum)
  • Two Interleaved Buck Controllers With:
    • VOUT1 Fixed 3.3 V, 5 V, or Adjustable from 1.5 V – 15 V, Accuracy ±1%
    • VOUT2 Fixed 5 V, 8 V, or Adjustable from 1.5 V – 15 V, Accuracy ±1%
  • Fixed 2.2-MHz or 440-kHz Switching Frequency, Accuracy ±7%
  • Optional Synchronization to an External Clock
  • SYNC Output Clock for Additional Converters
  • Shutdown Mode Current: 9 µA Typical
  • No Load Standby Current: 35 µA Typical (One Channel Operating)
  • Current Limit Threshold Programmable to 50 mV or 75 mV, Accuracy ±10%
  • Independent Enable Inputs for VOUT1 and VOUT2
  • Hiccup Mode Protection for Sustained Overload
  • Independent Power Good Outputs
  • High-Side and Low-Side Gate Drivers With Adjustable Slew Rate Control
  • Selectable Diode Emulation or Continuous Conduction at Light Load
  • 40-Pin VQFN Package With Wettable Flanks
  • Qualified for Automotive Applications
  • AEC-Q100 Test Guidance With the Following
    • Device Temperature Grade 1: –40°;C to +125°;C Ambient Operating Temperature
    • Device HBM ESD Classification Level 2
    • Device CDM ESD Classification Level C4B
  • Input Operating Range from 3.8 V to 65 V (70 V Absolute Maximum)
  • Two Interleaved Buck Controllers With:
    • VOUT1 Fixed 3.3 V, 5 V, or Adjustable from 1.5 V – 15 V, Accuracy ±1%
    • VOUT2 Fixed 5 V, 8 V, or Adjustable from 1.5 V – 15 V, Accuracy ±1%
  • Fixed 2.2-MHz or 440-kHz Switching Frequency, Accuracy ±7%
  • Optional Synchronization to an External Clock
  • SYNC Output Clock for Additional Converters
  • Shutdown Mode Current: 9 µA Typical
  • No Load Standby Current: 35 µA Typical (One Channel Operating)
  • Current Limit Threshold Programmable to 50 mV or 75 mV, Accuracy ±10%
  • Independent Enable Inputs for VOUT1 and VOUT2
  • Hiccup Mode Protection for Sustained Overload
  • Independent Power Good Outputs
  • High-Side and Low-Side Gate Drivers With Adjustable Slew Rate Control
  • Selectable Diode Emulation or Continuous Conduction at Light Load
  • 40-Pin VQFN Package With Wettable Flanks

The LM5140-Q1 is a dual synchronous buck controller intended for high voltage wide VIN step-down converter applications. The control method is based on current mode control. Current mode control provides inherent line feedforward, cycle-by-cycle current limiting, and easier loop compensation.

The LM5140-Q1 features adjustable slew rate control to simplify compliance with the CISPR and automotive EMI requirements. The LM5140-Q1 operates at selectable switching frequencies of 2.2 MHz or 440 kHz with the two controller channels switching 180°; out of phase. In light or no-load conditions, the LM5140-Q1 operates in skip cycle mode for improved low power efficiency. The LM5140-Q1 includes a high voltage bias regulator with automatic switchover to an external bias supply to improve efficiency and reduce input current. Additional features include frequency synchronization, cycle-by-cycle current limit, hiccup mode fault protection for sustained overloads, independent power good outputs, and independent enable inputs.

The LM5140-Q1 is a dual synchronous buck controller intended for high voltage wide VIN step-down converter applications. The control method is based on current mode control. Current mode control provides inherent line feedforward, cycle-by-cycle current limiting, and easier loop compensation.

The LM5140-Q1 features adjustable slew rate control to simplify compliance with the CISPR and automotive EMI requirements. The LM5140-Q1 operates at selectable switching frequencies of 2.2 MHz or 440 kHz with the two controller channels switching 180°; out of phase. In light or no-load conditions, the LM5140-Q1 operates in skip cycle mode for improved low power efficiency. The LM5140-Q1 includes a high voltage bias regulator with automatic switchover to an external bias supply to improve efficiency and reduce input current. Additional features include frequency synchronization, cycle-by-cycle current limit, hiccup mode fault protection for sustained overloads, independent power good outputs, and independent enable inputs.
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* Data sheet LM5140-Q1 Wide Input Range Dual Synchronous Buck Controller datasheet (Rev. A) PDF | HTML 2016年 12月 20日
Analog Design Journal Control-Mode Quick Reference Guide (Rev. B) PDF | HTML 2023年 8月 29日
Selection guide Automotive Infotainment EE Buck Converter/Controller Selection Guide (Rev. B) 2021年 4月 15日
Selection guide Buck Converter Quick Reference Guide (Rev. B) 2021年 4月 8日
White paper Valuing wide VIN, low EMI synchronous buck circuits for cost-driven, demanding a (Rev. A) 2019年 4月 10日
Application brief Improve DC/DC Regulator EMI for Free with Optimized Power Stage Layout 2017年 11月 13日
Technical article How to use dual buck controllers to power PMICs in automotive applications PDF | HTML 2017年 11月 8日
Technical article Create a power supply for an MRI application PDF | HTML 2017年 8月 14日
Analog Design Journal Designing the front-end DC/DC conversion stage to withstand automotive transient 2017年 1月 18日
Analog Design Journal Reduce buck-converter EMI and voltage stress by minimizing inductive parasitics 2016年 7月 21日
Technical article How to use slew rate for EMI control PDF | HTML 2016年 3月 21日
Technical article How to extend a controller’s output-voltage range PDF | HTML 2016年 3月 20日
Application note Maintaining Output Voltage Regulation During Automotive Cold-Crank with LM5140 2016年 1月 13日
Analog Design Journal Benefits of a multiphase buck converter 2012年 1月 31日

設計與開發

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開發板

LM5140RWGEVM — LM5140RWGEVM 雙路同步降壓轉換器 EVM

LM5140RWGEVM 評估板提供全功能降壓電源供應器，採用峰值電流模式控制。評估板提供兩個獨立輸出，一個為 3.3V @ 6A，另一個為 5.0V @ 5A。額定輸入電壓範圍為 8V-18V，而操作範圍可延伸為 3.8V 至 42V。  額定切換頻率設為 2.2MHz。

使用指南: PDF
TI.com 無法提供
開發板

LM5140RWGEVMHD — LM5140QRWGRQ1 雙路同步降壓轉換器高密度評估模組 (EVM)

LM5140RWGEVMHD 評估板提供全功能降壓電源供應器，採用峰值電流模式控制。評估板提供兩個獨立輸出，一個為 3.3V @ 5.0A，另一個為 5.0V @ 5A。
使用指南: PDF
TI.com 無法提供
模擬型號

LM5140 PSpice Transient Model (Rev. B)

SNVMAJ7B.ZIP (91 KB) - PSpice Model
下載
計算工具

LM5140ADESIGN-CALC — LM5140 Dual Synchronous Buck Controller Design Tool - Quick Start Calculator

Welcome to the LM5140-1 quickstart design tool. This standalone tool facilitates and assists the power supply engineer with the design of a DC/DC synchronous buck converter based on the LM5140-Q1 current-mode controller. As such, the user can expeditiously arrive at an optimized design to meet (...)

支援產品和硬體

支援產品和硬體

產品
AC/DC 和 DC/DC 控制器 (外部 FET)
  • LM5140-Q1 — 寬 Vin 雙路 2.2MHz 低 Iq 同步降壓控制器
硬體開發
開發板
  • LM5140RWGEVM — LM5140RWGEVM 雙路同步降壓轉換器 EVM
  • LM5140RWGEVMHD — LM5140QRWGRQ1 雙路同步降壓轉換器高密度評估模組 (EVM)
軟體
計算工具
下載
參考設計

PMP30267 — 適用於車載資訊娛樂系統的汽車電源參考設計

此參考設計展示了車用資訊娛樂系統的完整電路圖。LM74700-Q1 可為系統提供反向電池保護，並可提供 ISO 7637-2 和 ISO 16750-2 規定的汽車暫態抗擾度。配備 LM5150-Q1 的前置升壓器可在啟動時為配備 LM5140-Q1 的雙同步降壓轉換器提供 10.5V 穩定供應電壓，此雙同步降壓轉換器可在 6.0A 負載電流下提供 3.3V 輸出電壓，在 2.5A 負載電流下提供 7.5V 的輸出電壓。
Test report: PDF
電路圖: PDF
參考設計

TIDA-01534 — 車用無電池雙相升壓轉換器參考設計

此參考設計為一高功率、廣泛輸入電壓範圍電路，其使用了同步升壓控制器和雙同步降壓控制器，前者採用雙相配置，輸出四 (4) 個可切換 12-V 軌，每個軌可提供高達 2.5A 電流，並且具有診斷功能；後者可產生兩個高電流、低電壓軌。
Design guide: PDF
電路圖: PDF
參考設計

TIDA-01553 — 支援 2.5-V 冷車啟動設定檔的車用無電池 VCM 參考設計

此參考設計為高電流，寬輸入電壓範圍電路，可處理低至 2.5V 的引擎冷車啟動輪廓。雙輸出電壓為 5V 和 3.3V ，每個輸出支援高達 10A。此設計適合需支援最低 2.5V 的嚴格起始配置的汽車無電池資訊娛樂應用。
Design guide: PDF
電路圖: PDF
參考設計

PMP15032 — 採用 LM5140-Q1 的車用高電流寬輸入電壓同步降壓控制器參考設計

PMP15032 展示了 LM5140-Q1 同步降壓控制器在高電流雙相位應用中的運作和性能。PMP15032 可在 5.5 至 42V 的輸入電壓範圍內運作。EVM 提供 5.0V 輸出，最大負載電流為 45A（每相 22.5A）。  LM5140-Q1 切換頻率設為 440kHz ，以將切換損耗降到最低，並達到最高效率。
Test report: PDF
電路圖: PDF
參考設計

TIDA-00744 — 適用於車載資訊娛樂系統的 50W 系統級電源參考設計

TIDA-00744 是適用於中等功率汽車資訊娛樂系統的 50W 系統級 SMPS 設計。
該設計具有保護功能，例如透過 TVS（ISO 脈衝測試）進行負載突降，以及反向電壓（具有極低 Iq 的創新智慧型二極體）保護。此外，所有控制器（升壓和雙降壓）都是同步的，以達到 EMI 最佳化設計。
本設計分為四大區塊：
  1. 保護：透過高效率的智慧型二極體提供電池反向保護，並透過 TVS 提供汽車瞬態保護
  2. EMI 濾波器：用於傳導式 EMI 抑制的差動濾波器
  3. 預升壓：高效率、低成本的非同步預升壓設計，適合 50W 應用。輸出維持在 10V，當 Vin > (...)
Design guide: PDF
電路圖: PDF
參考設計

PMP10749 — 適用於車載資訊娛樂系統的 100W 系統級電源參考設計

PMP10749 是適用於較高功率汽車資訊娛樂系統的 100W 系統級 SMPS 設計。該設計具有保護功能，例如透過 TVS（ISO 脈衝測試）進行負載突降，以及反向電壓（具有極低 Iq 的創新智慧型二極體）保護。此外，所有控制器（升壓和雙降壓）都是同步的，以達到 EMI 最佳化設計。


本設計分為四大區塊：

  1. 保護：透過高效率的智慧型二極體提供電池反向保護，並透過 TVS 提供汽車瞬態保護。
  2. EMI 濾波器：14-A 前端共模扼流圈與差動濾波器，用於傳導 EMI 抑制。
  3. 預升壓：適用於 100W 應用的高效率同步預升壓設計。輸出維持在 10V，當 Vin > Vout (...)
Test report: PDF
電路圖: PDF
封裝 針腳 CAD 符號、佔位空間與 3D 模型
VQFNP (RWG) 40 Ultra Librarian
適用 TI 的評估品項標準條款與條件。

訂購與品質

內含資訊：
  • RoHS
  • REACH
  • 產品標記
  • 鉛塗層/球物料
  • MSL 等級/回焊峰值
  • MTBF/FIT 估算值
  • 材料內容
  • 認證摘要
  • 進行中持續性的可靠性監測
內含資訊：
  • 晶圓廠位置
  • 組裝地點

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支援與培訓

內含 TI 工程師技術支援的 TI E2E™ 論壇

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