功能包

內(nèi)部啟動偏差調(diào)節(jié)器

TSSOP-16

可編程線路欠壓鎖定

WSON-16（5x5 mm）熱增強型（UVLO）具有可調(diào)磁滯

電流模式控制

LM5041 PWM控制器包含所有參考的

內(nèi)部誤差放大器

實現(xiàn)當(dāng)前fed或雙模過流保護電壓饋電推挽或橋式電源轉(zhuǎn)換器。

前沿消隱這些“級聯(lián)”拓?fù)浞浅＿m合

可編程推挽重疊或死多輸出和更高功率應(yīng)用。這個LM5041的四個控制輸出包括：降壓階段時間控制裝置（HD和LD）和推拉控制裝置

內(nèi)部1.5A推拉門驅(qū)動器輸出（推拉）。推拉輸出為可編程軟啟動，在50%額定占空比下驅(qū)動降壓級開關(guān)頻率，可編程振蕩器，具有同步功能配置為指定的重疊時間（對于精確參考電流饋電應(yīng)用）或規(guī)定的兩個關(guān)閉時間熱關(guān)機（用于電壓饋電應(yīng)用）。推拉階段mosfet可以直接從內(nèi)部驅(qū)動應(yīng)用門驅(qū)動器，而buck階段需要一個外部像LM5102這樣的驅(qū)動器。LM5041包括一個•電信電源轉(zhuǎn)換器高壓啟動調(diào)節(jié)器，在15V到100V的寬輸入范圍內(nèi)工作。PWM控制器多輸出功率轉(zhuǎn)換器設(shè)計用于高速性能，包括振蕩器頻率范圍高達(dá)1兆赫+42V汽車系統(tǒng)傳播延遲小于100ns。附加特點包括：線路欠壓鎖定（UVLO），軟啟動，誤差放大器，精密電壓參考和熱關(guān)機。

電氣特性

標(biāo)準(zhǔn)字體的規(guī)范適用于TJ=25°C，黑體字規(guī)范適用于全工作接頭

溫度范圍。VIN=48V，VCC=10V，RT=26.7kΩ，RSET=20kΩ），除非另有說明。（1）

（1） 規(guī)定了所有限制。在生產(chǎn)過程中，所有具有室溫限制的電氣特性均在TA=TJ=25°C的條件下進行測試通過將電氣特性與工藝和溫度變化相關(guān)聯(lián)，并應(yīng)用統(tǒng)計方法，驗證熱極限和冷極限過程控制。

（2） 設(shè)備熱限制可能會限制可用范圍。

電氣特性（續(xù)）

標(biāo)準(zhǔn)字體的規(guī)范適用于TJ=25°C，黑體字規(guī)范適用于全工作接頭溫度范圍。VIN=48V，VCC=10V，RT=26.7kΩ，RSET=20kΩ），除非另有說明。（1）

典型性能特征

詳細(xì)操作說明

LM5041 PWM控制器包含實現(xiàn)電流供電或電壓供電所需的所有功能推挽式或橋式功率轉(zhuǎn)換器。這些“級聯(lián)”拓?fù)浞浅＿m合多輸出和更高的輸出電力應(yīng)用。LM5041的四個控制輸出包括：降壓級控制（HD和LD）和推拉控制輸出（推拉）。推挽輸出在50%額定占空比下驅(qū)動的開關(guān)頻率，并且可以配置為指定的重疊時間（對于電流供電應(yīng)用）或指定的兩個關(guān)閉時間（電壓供電應(yīng)用）。推挽級MOSFETs直接由內(nèi)部門驅(qū)動器驅(qū)動，而降壓階段需要外部驅(qū)動器，如LM5102。LM5041包括一個高壓啟動調(diào)節(jié)器，在15V到15V的寬輸入范圍內(nèi)工作100V。PWM控制器設(shè)計用于高速性能，包括振蕩器頻率范圍高達(dá)1MHz，總傳播延遲小于100ns。附加功能包括：線路欠壓鎖定（UVLO）、軟啟動、誤差放大器、精密電壓基準(zhǔn)和熱關(guān)機。

高壓啟動調(diào)節(jié)器

LM5041包含一個內(nèi)部高壓啟動調(diào)節(jié)器，因此可以連接輸入引腳（Vin）直接到線路電壓。調(diào)節(jié)器輸出的內(nèi)部電流限制為15毫安。當(dāng)通電時調(diào)節(jié)器被激活，并將電流輸入連接到Vcc引腳的外部電容器。推薦的Vcc調(diào)節(jié)器的電容范圍為0.1uF至100uF。當(dāng)Vcc引腳上的電壓達(dá)到調(diào)節(jié)點為9V，內(nèi)部參考電壓（REF）達(dá)到5V的調(diào)節(jié)點，控制器輸出已啟用。降壓級輸出將保持啟用狀態(tài)，直到Vcc降至7V以下或線路欠壓鎖定檢測器指示Vin超出范圍。推挽輸出繼續(xù)切換，直到參考引腳電壓降到大約3V以下。在典型應(yīng)用中，輔助變壓器繞組通過二極管連接到Vcc引腳。該繞組必須將Vcc電壓升高到9.3V以上，以切斷內(nèi)部啟動調(diào)節(jié)器。從輔助繞組為VCC供電可提高效率，同時降低控制器的功耗。Vref調(diào)節(jié)器輸出的建議電容范圍為0.1uF至10華氏度。外部VCC電容器的尺寸必須確保電容器在初始啟動。在故障模式下，當(dāng)變流器輔助繞組不活動時，外部電流消耗應(yīng)限制VCC線路，使啟動調(diào)節(jié)器中消耗的功率不超過最大值控制器的功耗。通過連接VCC，可以使用外部啟動或其他偏壓軌道代替內(nèi)部啟動調(diào)節(jié)器和VIN管腳連接在一起，并向兩個管腳提供外部偏置電壓。

線路欠壓檢測儀

LM5041包含線路欠壓鎖定（UVLO）電路。來自VIN的外部設(shè)定點電阻分壓器接地設(shè)置轉(zhuǎn)換器的工作范圍。分壓器的設(shè)計必須確保當(dāng)車輛識別號（VIN）在所需的工作范圍內(nèi)時，UVLO引腳將大于2.5V。如果欠電壓閾值為不滿足，控制器的所有功能都將被禁用，控制器將進入低功率狀態(tài)并輸入電流<300μA。ULVO磁滯通過打開或關(guān)閉的內(nèi)部20μA電流源實現(xiàn)進入設(shè)定點分頻器的阻抗。當(dāng)超過UVLO閾值時，當(dāng)前源為激活以立即提高UVLO引腳的電壓。當(dāng)UVLO引腳低于2.5V閾值時電流源關(guān)閉，導(dǎo)致UVLO引腳的電壓下降。UVLO引腳也可用于實現(xiàn)遠(yuǎn)程啟用/禁用功能。通過將UVLO引腳對地短路，轉(zhuǎn)換器可以。也可以通過軟啟動引腳（SS）禁用控制器。控制器將進入低功率如果SS引腳被強制低于0.45V關(guān)機閾值，則為關(guān)閉狀態(tài)。

降壓級控制輸出

LM5041降壓開關(guān)最大占空比箝位確保每個循環(huán)有足夠的關(guān)閉時間給高壓側(cè)柵極驅(qū)動器中使用的自舉電容器充電。Buck開關(guān)被指定為關(guān)閉，并且同步開關(guān)打開，每個切換周期至少250納秒。降壓級控制輸出（LD和HD）是CMOS邏輯電平為0至5V的緩沖器。在任何故障狀態(tài)或欠壓斷開狀態(tài)下，降壓級控制輸出將默認(rèn)為HD low和LD高的。

推拉輸出

推挽輸出以50%的額定占空比連續(xù)工作。LM5041的顯著特點是否能夠準(zhǔn)確地配置互補電路上的死區(qū)時間（均關(guān)閉）或重疊時間（均打開）推拉輸出。重疊/死區(qū)時間幅度由連接到上的時間引腳的電阻器控制控制器。時間引腳將電阻器的一端保持在2.5V，電阻器的另一端應(yīng)為連接到REF以進行死區(qū)控制設(shè)置，或連接到GND以進行重疊控制。電流的極性時間由LM5041檢測。重疊/停滯時間的大小可計算如下：

重疊時間（ns）=（3.66 x RSET）+7重疊時間以ns為單位，RSET連接到GND，RSET以kΩ為單位死區(qū)時間（ns）=（3.69 x RSET）+21

死區(qū)時間以ns為單位，RSET連接到REF，RSET以kΩ為單位建議的RSET編程范圍：10kΩ到100kΩ

電流饋電設(shè)計需要一段時間的重疊，以確保降壓電感電流有一個連續(xù)的路徑。電壓饋電設(shè)計需要一段死區(qū)時間，以確保推挽變壓器沒有時間動作對低阻抗源節(jié)點短路。推挽輸出連續(xù)交替提供的條件是電壓大于3V。

脈寬調(diào)制比較器

PWM比較器將斜坡補償電流斜坡信號與來自內(nèi)部誤差放大器（補償引腳）。該比較器的速度進行了優(yōu)化，以達(dá)到最小值可控占空比。比較器的極性使得補償引腳上的0V將在巴克階段。

誤差放大器

在LM5041中提供了內(nèi)部高增益寬帶誤差放大器。放大器的非逆變輸入連接到0.75V參考電壓。反向輸入連接到FB引腳。在非隔離應(yīng)用中功率轉(zhuǎn)換器輸出通過電壓設(shè)置電阻器連接到FB引腳。回路補償組件連接在COMP和FB引腳之間。對于大多數(shù)隔離應(yīng)用，誤差放大器功能在轉(zhuǎn)換器的二次側(cè)實現(xiàn)，不使用內(nèi)部誤差放大器。這個內(nèi)部誤差放大器配置為開路漏極輸出，可通過將FB引腳連接至接地。5V參考和補償之間的內(nèi)部5kΩ上拉電阻器可用作隔離應(yīng)用中的光耦。

電流限制/電流感應(yīng)

LM5041包含兩級過流保護。如果CS引腳上的電壓超過0.5V降壓級占空比終止（循環(huán)電流限制）。如果CS引腳的電壓超過0.5V閾值超過0.6V，控制器將終止當(dāng)前循環(huán)并完全釋放軟啟動電容器。建議在控制器附近安裝一個小型RC濾波器，以過濾CS處的電流感應(yīng)信號別針。內(nèi)部MOSFET在每個周期開始時，對外部CS管腳放電50ns降低降壓級MOSFET開啟時出現(xiàn)的前沿尖峰。LM5041電流檢測和PWM比較器非常快速，可能對短時噪聲做出響應(yīng)脈沖。布局考慮對電流檢測濾波器和檢測電阻器至關(guān)重要。相關(guān)電容器CS過濾器必須放置在靠近設(shè)備的地方，并直接連接到控制器（CS和接地）。如果使用電流感應(yīng)變壓器，則變壓器二次側(cè)的兩根引線應(yīng)連接至感測電阻器，也應(yīng)位于靠近IC的位置。電阻可用于電流感應(yīng)變壓器，位于推挽式晶體管源中，但需要一個低電感類型的電阻器。在設(shè)計感測電阻時，所有對噪聲敏感的低功率接地應(yīng)連接在一起在IC周圍，應(yīng)單獨連接到大電流電源接地（感應(yīng)電阻接地點）。第二級電流檢測閾值旨在通過啟動低占空比來保護功率轉(zhuǎn)換器當(dāng)檢測到異常高的電流時，會出現(xiàn)hick-up模式。如果達(dá)到第二級閾值，軟啟動當(dāng)確定軟啟動電容器時，電容器將被放電，啟動順序?qū)㈤_始完全釋放。只有當(dāng)高dV/dt出現(xiàn)在電流感應(yīng)引腳。電流檢測瞬態(tài)必須足夠快，以達(dá)到第二級閾值之前第一閾值檢測器關(guān)閉降壓級驅(qū)動器。電流感應(yīng)非常高的dV/dt可能與飽和功率電感器或負(fù)載短路。CS引腳過濾過度，如極低值電流感應(yīng)電阻或電感器，如果不飽和的過度負(fù)載，可能會阻止第二電平無法達(dá)到閾值。如果在過載情況下從未超過第二級閾值，則一級電流感測將繼續(xù)循環(huán)限制，轉(zhuǎn)換器的輸出特性將電流源的電流。但是，持續(xù)的過載電流水平會導(dǎo)致動力傳動系，尤其是輸出整流器。振蕩器和同步功能單個電阻器由一個外接電阻器LMD與GND 5041連接。設(shè)置可根據(jù)所需的振蕩器頻率（RT）計算得出：

降壓級將在振蕩器頻率下切換，每個推挽輸出將在振蕩器的一半處切換推拉配置中的頻率。LM5041還可以與外部時鐘同步。外部時鐘的頻率必須高于RT電阻器設(shè)置的自由運行頻率。時鐘信號應(yīng)使用100pF電容器電容耦合至RT引腳。大于3V的峰值電壓電平為同步脈沖檢測所需。同步脈沖寬度應(yīng)由外部組件。無論振蕩器是自由運行的還是外部的，都需要RT電阻器同步。RT引腳處的電壓被內(nèi)部調(diào)節(jié)為2V。RT電阻器應(yīng)位于靠近設(shè)備并直接連接到IC引腳（RT和GND）。

坡度補償

PWM比較器將電流感應(yīng)信號與補償引腳上的電壓進行比較。輸出級內(nèi)部誤差放大器通常驅(qū)動COMP引腳。在占空比大于50%時，電流模式控制電路受到次諧波振蕩的影響。通過添加附加的固定斜坡信號（斜坡補償）電流感應(yīng)斜坡，可以避免振蕩。LM5041集成了這個斜率通過緩沖內(nèi)部振蕩器斜坡并求和振蕩器產(chǎn)生的電流斜坡進行補償內(nèi)部有電流感應(yīng)信號。可以通過增加來源來提供額外的坡度補償電流感應(yīng)信號的阻抗。

軟啟動和關(guān)閉

軟啟動功能允許功率轉(zhuǎn)換器逐漸達(dá)到初始穩(wěn)態(tài)工作點，從而減少啟動壓力和浪涌。通電時，軟啟動引腳輸出10uA電流（SS）給外部電容器充電。電容器電壓將緩慢上升，并將限制最大占空比巴克循環(huán)階段。如果出現(xiàn)VCC欠壓、線路欠壓或秒指示的故障電平電流限制，輸出驅(qū)動器被禁用，軟啟動電容器對地放電。當(dāng)故障條件不再存在，軟啟動程序?qū)⒃俅伍_始，降壓階段占空比將隨著軟啟動電容器充電，逐漸增加。SS引腳也可作為啟用輸入。這個如果SS引腳被強制低于0.45V閾值，控制器將進入低功率狀態(tài)。

熱防護

提供內(nèi)部熱關(guān)機電路，以在最大超過結(jié)溫。當(dāng)激活時，通常在165攝氏度時，控制器強制進入低功耗待機狀態(tài)，關(guān)閉輸出驅(qū)動器和偏壓調(diào)節(jié)器。提供此功能是為了防止意外設(shè)備過熱導(dǎo)致的災(zāi)難性故障。

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