JAJSV63B August   2024  – August 2025 LM5137-Q1

PRODUCTION DATA  

  1.   1
  2. 1 特長
  3. 2 アプリケーション
  4. 3 説明
  5. 4 関連製品
  6. 5 ピン構成および機能
    1. 5.1 ウェッタブル フランク
  7. 6 仕様
    1. 6.1 絶対最大定格
    2. 6.2 ESD 定格
    3. 6.3 推奨動作条件
    4. 6.4 熱に関する情報
    5. 6.5 電気的特性
    6. 6.6 代表的特性
  8. 7 詳細説明
    1. 7.1 概要
    2. 7.2 機能ブロック図
    3. 7.3 機能説明
      1. 7.3.1  入力電圧範囲 (VIN)
      2. 7.3.2  バイアス電源レギュレータ (VCC、BIAS1/VOUT1、VDDA)
      3. 7.3.3  高精度イネーブル (EN1、EN2)
      4. 7.3.4  スイッチング周波数 (RT)
      5. 7.3.5  パルス周波数変調および同期 (PFM/SYNC)
      6. 7.3.6  同期出力 (SYNCOUT)
      7. 7.3.7  デュアル ランダム スペクトラム拡散機能 (DRSS)
      8. 7.3.8  構成可能なソフトスタート (RSS)
      9. 7.3.9  出力電圧の設定ポイント (FB1、FB2)
      10. 7.3.10 エラー アンプと PWM コンパレータ (FB1、FB2、COMP1、COMP2)
        1. 7.3.10.1 スロープ補償
      11. 7.3.11 インダクタ電流センス (ISNS1+、BIAS1/VOUT1、ISNS2+、VOUT2)
        1. 7.3.11.1 シャント電流センシング
        2. 7.3.11.2 インダクタ DCR 電流センシング
      12. 7.3.12 制御可能な最小オン時間
      13. 7.3.13 100%デューティ サイクル能力
      14. 7.3.14 MOSFET ゲートドライバ (HO1、HO2、LO1、LO2)
      15. 7.3.15 出力構成 (CNFG)
        1. 7.3.15.1 独立したデュアル出力動作
        2. 7.3.15.2 単一出力インターリーブ動作
        3. 7.3.15.3 単一出力多相動作
    4. 7.4 デバイスの機能モード
      1. 7.4.1 スリープ モード
      2. 7.4.2 PFM モード
  9. 8 アプリケーションと実装
    1. 8.1 アプリケーション情報
      1. 8.1.1 パワートレイン コンポーネント
        1. 8.1.1.1 パワー MOSFET
        2. 8.1.1.2 降圧インダクタ
        3. 8.1.1.3 出力コンデンサ
        4. 8.1.1.4 入力コンデンサ
        5. 8.1.1.5 EMI フィルタ
      2. 8.1.2 エラー アンプと補償
    2. 8.2 代表的なアプリケーション
      1. 8.2.1 デザイン 1 - 12V 車載バッテリ アプリケーション向けのデュアル 5V および 3.3V、20A 降圧レギュレータ
        1. 8.2.1.1 設計要件
        2. 8.2.1.2 詳細な設計手順
          1. 8.2.1.2.1 WEBENCH® ツールによるカスタム設計
          2. 8.2.1.2.2 Excel クイックスタート ツールによるカスタム設計
          3. 8.2.1.2.3 インダクタの計算
          4. 8.2.1.2.4 シャント抵抗
          5. 8.2.1.2.5 セラミック出力コンデンサ
          6. 8.2.1.2.6 セラミック入力コンデンサ
          7. 8.2.1.2.7 帰還抵抗抵抗
          8. 8.2.1.2.8 入力電圧 UVLO 抵抗
          9. 8.2.1.2.9 補償部品
        3. 8.2.1.3 アプリケーション曲線
      2. 8.2.2 デザイン 2 - 車載用 ADAS アプリケーション向け 2 相、単一出力、同期整流降圧レギュレータ
        1. 8.2.2.1 設計要件
        2. 8.2.2.2 詳細な設計手順
      3. 8.2.3 デザイン 3 - 12V、20A、400kHz、2 相降圧レギュレータ、48V 車載アプリケーション用
        1. 8.2.3.1 設計要件
        2. 8.2.3.2 詳細な設計手順
        3. 8.2.3.3 アプリケーション曲線
    3. 8.3 電源に関する推奨事項
    4. 8.4 レイアウト
      1. 8.4.1 レイアウトのガイドライン
        1. 8.4.1.1 出力段レイアウト
        2. 8.4.1.2 ゲートドライブレイアウト
        3. 8.4.1.3 PWM コントローラのレイアウト
        4. 8.4.1.4 熱設計およびレイアウト
        5. 8.4.1.5 グランド プレーン設計
      2. 8.4.2 レイアウト例
  10. 9 デバイスおよびドキュメントのサポート
    1. 9.1 デバイス サポート
      1. 9.1.1 サード・パーティ製品に関する免責事項
      2. 9.1.2 開発サポート
        1. 9.1.2.1 WEBENCH® ツールによるカスタム設計
    2. 9.2 ドキュメントのサポート
      1. 9.2.1 関連資料
        1. 9.2.1.1 低 EMI 設計リソース
        2. 9.2.1.2 熱設計についてのリソース
        3. 9.2.1.3 PCB レイアウトについてのリソース
    3. 9.3 ドキュメントの更新通知を受け取る方法
    4. 9.4 サポート・リソース
    5. 9.5 商標
    6. 9.6 静電気放電に関する注意事項
    7. 9.7 用語集
  11. 10改訂履歴
  12. 11メカニカル、パッケージ、および注文情報

パッケージ・オプション

メカニカル・データ（パッケージ｜ピン）
サーマルパッド・メカニカル・データ
発注情報

8.2.1.1 設計要件

表 8-2 に、この車載用回路例の対象となる入力、出力、性能パラメータを示します。

表 8-2 設計パラメータ
設計パラメータ 値
入力電圧レンジ (定常状態) 6.5V ～ 36V、公称 13.5V
最小過渡入力電圧 (コールド クランク) 4.5V
最大過渡入力電圧 (負荷ダンプ) 36V
出力電圧 5V、3.3V
出力電力 (EDC)(1) 20A
出力電力 (TDC)(1) 15A
スイッチング周波数 440kHz
5V、15A 時のターゲット効率 96%
3.3V、15A 時のターゲット効率 94.5%
出力電圧レギュレーション ±1%
ループクロスオーバー周波数 60kHz
位相マージン > 45°
無負荷スリープ電流、チャネル 2 はディスエーブル 20µA 未満
シャットダウン電流 4µA
(1) EDC と TDC は、それぞれ電気設計電流と熱設計電流を表します。

抵抗 RRT は、スイッチング周波数を 440kHz に設定します。制御ループ性能については、この例では、ターゲットループクロスオーバー周波数がスイッチング周波数 60kHz の 10% ～ 15% の範囲に設定され、ターゲット位相マージンは 45° 以上になります。20kΩ の抵抗を RSS に接続すると、出力電圧のソフトスタート時間が 4.6ms に設定されます。

表 8-3 は、選択した降圧レギュレータのパワートレイン部品を示します。ほとんどの部品は複数のベンダから入手可能です。パワー MOSFET は、導通損失とスイッチング電力損失を最小限に抑えるためのパワー MOSFET の選択を示しています。このアプリケーション回路では、40V のロジックレベル パワー MOSFET、低 DCR の金属合金降圧インダクタ、低 ESL シャント、セラミック入出力コンデンサを使用しています。すべて AEC 認定済みです。

表 8-3 アプリケーション回路 1 の部品表
リファレンス指定子 数量 仕様(1) 製造元 部品番号
CIN1、CIN2 8 10µF、50V、X7R、1210、セラミック、AEC-Q200 TDK CNA6P1X7R1H106K
10µF、50V、X7S、1210、セラミック、AEC-Q200 Murata (村田製作所) GCM32EC71H106K
TDK CGA6P3X7S1H106K
COUT1、COUT2 8 47µF、10V、X7S、1210、セラミック、AEC-Q200 TDK CNA6P1X7S1A476M
Murata (村田製作所) GCM32EC71A476K
LO1、LO2 2 1µH、2.3mΩ、37A、10.85 × 10 × 5.2mm、AEC-Q200 Cyntec VCHA105D-1R0MS6
1µH、2.3mΩ、37A、11 × 10 × 5.1mm、AEC-Q200 Bourns SRP1050WA-1R0M
1µH、2.1mΩ、24A、10.8 × 10 × 5mm、AEC-Q200 イートン HCM1A1105V2-1R0-R
1µH、2.7mΩ、33.8A、10.85 × 10 × 3.8mm、AEC-Q200 Würth Electronik 784373680010
1µH、2.4mΩ、36.6A、10.5 × 10 × 6.5mm、AEC-Q200 TDK SPM10065VT-1R0M-D
Q1、Q3 2 40V、3.6mΩ、9nC、SON 5 × 6、AEC-Q101 Infineon IAUCN04S7L028ATMA1
Q2、Q4 2 40V、2.4mΩ、15nC、SON 5 × 6、AEC-Q101 Infineon IAUCN04S7L019ATMA1
RS1、RS2 2 シャント、2mΩ ±2%、±100ppm/°C、1225、3W、AEC-Q200 Susumu KRL6432E-M-R002-G
U1 1 LM5137-Q1 80V デュアル出力降圧コントローラ、AEC-Q100 テキサス・インスツルメンツ LM5137QRHARQ1
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