Texas Instruments LM5149/LM5149-Q1同步降压直流/直流控制器是一款80V、超低IQ同步降压直流/直流控制器，用于大电流、单输出应用。该控制器采用峰值电流模式控制架构，具有简单环路补偿、快速瞬态响应、出色的负载和线路调节能力。LM5149/LM5149-Q1可设置为双相模式，为大电流应用提供精确的电流共享。该器件可在低至3.5V VIN下工作，并可根据需要以接近100%的占空比工作。

数据手册：

*附件：LM5149数据手册.pdf

*附件：LM5149-Q1数据手册.pdf

LM5149/LM5149-Q1具有两个独特的EMI抑制特性：有源EMI滤波器和双随机扩频 (DRSS)。有源EMI滤波器可检测直流输入总线上的任何噪声或纹波电压，并注入异相消除信号以降低干扰。DRSS将低频三角和高频随机调制结合，可降低较低频段和较高频段的EMI干扰。这种混合技术与行业标准EMC测试中规定的多分辨率带宽 (RBW) 设置一致。

LM5149/LM5149-Q1的其他特性包括150°C最大工作结温、可在轻负载条件下降低电流消耗的用户可选二极管仿真功能、用于故障报告和输出监控的开漏电源良好标志。它还包括精密使能输入、单调启动至预偏置负载、集成VCC偏置电源稳压器和自举二极管、内部3ms软启动时间以及带自动恢复功能的热关断保护。

Texas Instruments LM5149/LM5149-Q1控制器采用3.5mm × 5.5mm散热增强型24引脚VQFN封装，带可湿性侧翼引脚，便于制造过程中的光学检测。LM5149-Q1器件符合汽车应用类AEC-Q100标准。

特性

• 支持功能安全
  • 来辅助功能安全系统设计的文档
• 两个集成EMI抑制机制
  • 有源EMI滤波器，用于在较低频率下提高EMI性能
  • 可选双随机扩频 (DRSS)，可提高低频段和高频段的EMI性能
  • EMI平均降低25dBµV
  • 将外部差分模式输入滤波器尺寸减小50%，降低系统成本
• 开关频率范围：100kHz至2.2MHz
  • 同步输入和同步输出能力
• 多功能同步降压直流/直流控制器
  • 宽输入电压范围：3.5V至80V
  • 1%精度、3.3V、5V、12V固定输出，或0.8V至55V可调输出
  • 最高结温：150°C
  • 关断电流：2.3µA
  • 空载睡眠电流：9.5µA
  • 最多可堆叠两个相位
• 固有保护特性可实现稳健设计
  • 内部断续模式过流保护
  • ENABLE和PGOOD功能
  • V CC 、VDDA和栅极驱动UVLO保护
  • 带迟滞的热关断保护

典型应用示意图

LM5149 80V同步降压DC/DC控制器技术解析

一、核心特性与创新设计

LM5149是德州仪器(TI)推出的高性能同步降压控制器，具有以下突出特性：

‌关键参数特性‌：

• ‌超宽输入电压范围‌：3.5V至80V工作范围
• ‌多档固定/可调输出‌：
  • 固定3.3V/5V/12V输出
  • 可调0.8V至55V输出
• ‌双EMI抑制技术‌：
  • 主动EMI滤波器(AEF) - 平均降低25dBµV噪声
  • 双随机扩频(DRSS) - 支持CISPR 32 Class B标准
• ‌超高能效‌：
  • 关断电流仅2.3µA
  • 空载睡眠电流9.5µA
• ‌高频工作‌：支持100kHz至2.2MHz开关频率

‌创新架构亮点‌：

1. ‌峰值电流模式控制‌：
   • 内置斜率补偿
   • 支持高达99%占空比
   • 快速瞬态响应
2. ‌双电源管理架构‌：
   • VCC偏置稳压器(4.7-5.3V输出)
   • 支持外部VCCX偏置输入(4.3V阈值)
   • 实现低输入电压工作(LILO模式)
3. ‌集成保护功能‌：
   • 打嗝模式过流保护
   • 热关断(175°C触发)
   • 输入/输出欠压锁定

二、EMI抑制技术

1. 主动EMI滤波器设计

‌推荐参数‌：

• CSEN=0.1μF
• CINJ=0.47μF
• RAEFC=1kΩ(低频)/200Ω(高频)
• CAEFC=1nF(低频)/5nF(高频)

‌布局要点‌：

• SEN/INJ走差分对
• 补偿网络靠近VIN端子
• REFAGND单独走线至输入连接器

2. 双随机扩频配置

通过CNFG引脚电阻选择：

• 41.2kΩ：单相+DRSS
• 71.5kΩ：双相+DRSS

三、热设计与PCB布局

1. 热特性参数

• 结到环境热阻：37.3°C/W
• 结到PCB热阻：15.5°C/W
• 推荐铜面积≥275mm²

2. 关键布局规则

1. ‌功率回路最小化‌：
   • 输入电容紧靠MOSFET
   • SW节点面积<20mm²
2. ‌栅极驱动优化‌：
   • HO/SW走差分对
   • 栅极电阻≤10Ω
3. ‌敏感信号隔离‌：
   • FB/ISNS+远离开关节点
   • 采用星型接地

四、应用场景推荐

1. ‌工业自动化‌：
   • PLC模块电源
   • 电机驱动辅助电源
2. ‌汽车电子‌：
   • 信息娱乐系统
   • ADAS传感器供电
3. ‌通信设备‌：
   • 基站射频单元
   • 光模块电源