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AC/DC- und DC/DC-Wandler (integrierter FET)

LM5158-Q1

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Aufwärts-, Flyback- & SEPIC-Wandler, 3 A, 85 V, 2,2 MHz, großer VIN-Bereich, mit Dual-Random-Spread-

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Datenblatt

LM5158-Q1

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Produktdetails

Rating Automotive Operating temperature range (°C) -40 to 125 TI functional safety category Functional Safety-Capable Topology Boost, Flyback, SEPIC Type Converter Vin (min) (V) 1.5 Vin (max) (V) 60 Switching frequency (min) (kHz) 100 Switching frequency (max) (kHz) 2200 Features Enable, Frequency synchronization, Nonsynchronous rectification, Power good, Spread Spectrum, UVLO adjustable Control mode current mode Vout (min) (V) 2 Vout (max) (V) 83 Iq (typ) (µA) 670 Duty cycle (max) (%) 93 Switch current limit (typ) (A) 3.75
Rating Automotive Operating temperature range (°C) -40 to 125 TI functional safety category Functional Safety-Capable Topology Boost, Flyback, SEPIC Type Converter Vin (min) (V) 1.5 Vin (max) (V) 60 Switching frequency (min) (kHz) 100 Switching frequency (max) (kHz) 2200 Features Enable, Frequency synchronization, Nonsynchronous rectification, Power good, Spread Spectrum, UVLO adjustable Control mode current mode Vout (min) (V) 2 Vout (max) (V) 83 Iq (typ) (µA) 670 Duty cycle (max) (%) 93 Switch current limit (typ) (A) 3.75
WQFN (RTE) 16 9 mm² 3 x 3
  • AEC-Q100 qualified for automotive applications
    • Temperature grade 1: –40°C to +125°C TA
  • Functional Safety-Capable
  • Suited for wide operating range for car battery applications
    • 3.2-V to 60-V input operating range (65-V abs max)
    • 83-V maximum output (85-V abs max)
    • Minimum boost supply voltage of 1.5 V when BIAS ≥ 3.2 V
    • Input transient protection up to 65 V
    • Minimized battery drain
      • Low shutdown current (IQ ≤ 2.6 µA)
      • Low operating current (IQ ≤ 670 µA)
  • Small solution size and low cost
    • Maximum switching frequency up to 2.2 MHz
    • 16-pin QFN package (3 mm × 3 mm) with wettable flanks
    • Integrated error amplifier allows primary-side regulation without optocoupler (flyback)
    • Minimized undershoot during cranking
    • Accurate current limit (see the Device Comparison Table)
  • EMI mitigation
    • Selectable dual random spread spectrum
    • Lead-less package
  • Higher efficiency with low-power dissipation
    • 133-mΩ RDSON switch
    • Fast switching, small switching loss
  • Avoid AM band interference and crosstalk
    • Optional clock synchronization
    • Dynamically programmable wide switching frequency from 100 kHz to 2.2 MHz
  • Integrated protection features
    • Constant current limiting over input voltage
    • Selectable hiccup mode overload protection
    • Programmable line UVLO
    • OVP protection
    • Thermal shutdown
  • Accurate ±1% accuracy feedback reference
  • Adjustable soft start
  • PGOOD indicator
  • Create a custom design using the LM5158x -Q1 with the WEBENCH Power Designer
  • AEC-Q100 qualified for automotive applications
    • Temperature grade 1: –40°C to +125°C TA
  • Functional Safety-Capable
  • Suited for wide operating range for car battery applications
    • 3.2-V to 60-V input operating range (65-V abs max)
    • 83-V maximum output (85-V abs max)
    • Minimum boost supply voltage of 1.5 V when BIAS ≥ 3.2 V
    • Input transient protection up to 65 V
    • Minimized battery drain
      • Low shutdown current (IQ ≤ 2.6 µA)
      • Low operating current (IQ ≤ 670 µA)
  • Small solution size and low cost
    • Maximum switching frequency up to 2.2 MHz
    • 16-pin QFN package (3 mm × 3 mm) with wettable flanks
    • Integrated error amplifier allows primary-side regulation without optocoupler (flyback)
    • Minimized undershoot during cranking
    • Accurate current limit (see the Device Comparison Table)
  • EMI mitigation
    • Selectable dual random spread spectrum
    • Lead-less package
  • Higher efficiency with low-power dissipation
    • 133-mΩ RDSON switch
    • Fast switching, small switching loss
  • Avoid AM band interference and crosstalk
    • Optional clock synchronization
    • Dynamically programmable wide switching frequency from 100 kHz to 2.2 MHz
  • Integrated protection features
    • Constant current limiting over input voltage
    • Selectable hiccup mode overload protection
    • Programmable line UVLO
    • OVP protection
    • Thermal shutdown
  • Accurate ±1% accuracy feedback reference
  • Adjustable soft start
  • PGOOD indicator
  • Create a custom design using the LM5158x -Q1 with the WEBENCH Power Designer

The LM5158x -Q1 device is a wide input range, non-synchronous boost converter with an integrated 85-V, 3.26-A (LM5158 -Q1) or 85-V, 1.63-A (LM51581 -Q1) power switch.

The device can be used in boost, SEPIC, and flyback topologies. It can start up from a single-cell battery with a minimum of 3.2 V. It can operate with the input supply voltage as low as 1.5 V if the BIAS pin is greater than 3.2 V.

The BIAS pin operates up to 60 V (65-V absolute maximum) for automotive load dump. The switching frequency is dynamically programmable from 100 kHz to 2.2 MHz with an external resistor. Switching at 2.2 MHz minimizes AM band interference and allows for a small solution size and fast transient response. The device provides a selectable Dual Random Spread Spectrum to help reduce the EMI over a wide frequency range.

The device features an accurate peak current limit over the input voltage, which avoids overdesigning the power inductor. Low operating current and pulse-skipping operation improve efficiency at light loads.

The device has built-in protection features such as overvoltage protection, line UVLO, thermal shutdown, and selectable hiccup mode overload protection. Additional features include low shutdown IQ, programmable soft start, precision reference, a power-good indicator, and external clock synchronization.

The LM5158x -Q1 device is a wide input range, non-synchronous boost converter with an integrated 85-V, 3.26-A (LM5158 -Q1) or 85-V, 1.63-A (LM51581 -Q1) power switch.

The device can be used in boost, SEPIC, and flyback topologies. It can start up from a single-cell battery with a minimum of 3.2 V. It can operate with the input supply voltage as low as 1.5 V if the BIAS pin is greater than 3.2 V.

The BIAS pin operates up to 60 V (65-V absolute maximum) for automotive load dump. The switching frequency is dynamically programmable from 100 kHz to 2.2 MHz with an external resistor. Switching at 2.2 MHz minimizes AM band interference and allows for a small solution size and fast transient response. The device provides a selectable Dual Random Spread Spectrum to help reduce the EMI over a wide frequency range.

The device features an accurate peak current limit over the input voltage, which avoids overdesigning the power inductor. Low operating current and pulse-skipping operation improve efficiency at light loads.

The device has built-in protection features such as overvoltage protection, line UVLO, thermal shutdown, and selectable hiccup mode overload protection. Additional features include low shutdown IQ, programmable soft start, precision reference, a power-good indicator, and external clock synchronization.
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Technische Dokumentation

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Typ Titel Datum
* Data sheet LM5158x-Q1 2.2-MHz Wide VIN 85-V Output Boost/SEPIC/Flyback Converter with Dual Random Spread Spectrum datasheet (Rev. A) PDF | HTML 20 Okt 2021
White paper Isolated Bias Power Supply Architecture for HEV and EV Traction Inverters PDF | HTML 11 Okt 2023
Application note How to Implement the Soft Start in a Flyback PDF | HTML 10 Jul 2023
Application note How to Design an Isolated Flyback Converter Using LM5157x/LM5158x (Rev. A) PDF | HTML 16 Mär 2023
Application note Basic Calculation of a Coupled Inductor SEPIC Power Stage PDF | HTML 13 Mär 2023
Application note How to Design a Boost Converter Using LM5157x, LM5158x PDF | HTML 11 Nov 2021
Functional safety information LM5158x-Q1 Functional Safety FIT Rate, FMD and Pin FMA PDF | HTML 20 Sep 2021
Technical article Lowering audible noise in automotive applications with TI’s DRSS technology PDF | HTML 18 Mär 2021

Design und Entwicklung

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Evaluierungsplatine

LM5157EVM-SEPIC — LM5157 Evaluierungsmodul für SEPIC

Das LM5157EVM-SEPIC-Evaluierungsmodul zeigt die Merkmale und die Leistung des LM5157 als nicht synchroner SEPIC-Wandler mit breitem Eingangsspannungsbereich. Die Standardkonfiguration ist für einen geregelten Ausgang von 12 V bei bis zu 1 A von einem Eingang von 4 V bis 32 V ausgelegt und schaltet (...)

Benutzerhandbuch: PDF | HTML
Nicht verfügbar auf TI.com
Evaluierungsplatine

LM5158EVM-BST — Evaluierungsmodul für Aufwärtswandler LM5158-Q1

Das LM5158EVM-BST-Evaluierungsmodul zeigt die Eigenschaften und die Leistungsfähigkeit des LM5158-Bausteins als Aufwärtswandler mit breitem Eingangsspannungsbereich und dualem Zufallsspektrum. Die Standardkonfiguration ist für einen geregelten Ausgang von 12 V bei 1,2nbsp;A von einem Eingang (...)
Benutzerhandbuch: PDF | HTML
Nicht verfügbar auf TI.com
Evaluierungsplatine

LM5158EVM-FLY — Evaluierungsmodul für Flyback-Wandler LM5158-Q1

Das LM5158EVM-FLY-Evaluierungsmodul zeigt die Funktionen und die Leistung des LM5158nbsp;als Flyback-Wandler zur Erzeugung mehrerer Ausgangsspannungsschienen für typische Anwendungen der 3-Phasen-Inverter-Gate-Treiber-Vorspannungsversorgungen.  die Standardkonfiguration ist dafür ausgelegt, (...)
Benutzerhandbuch: PDF | HTML
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Simulationsmodell

LM5158x-Q1 PSpice Boost Average Model (Encrypted)

SNVMC91.ZIP (41 KB) - PSpice Model
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Simulationsmodell

LM5158x-Q1 PSpice Transient Model (Encrypted) (Rev. A)

SNVMC90A.ZIP (182 KB) - PSpice Model
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Berechnungstool

SNVR508 — LM515x Quickstart Calculator for Flyback Regulator Design

Unterstützte Produkte und Hardware

Unterstützte Produkte und Hardware

Produkte
AC/DC- und DC/DC-Wandler (integrierter FET)
LM5157 — 6/4 A, 50 V, 2,2 MHz breiter VIN-Aufwärts-, Flyback- und SEPIC-Wandler mit Dual-Random-Spread-Spektr LM5157-Q1 — 6 A, 50 V, 2,2 MHz breiter VIN-Aufwärts-, Flyback- und SEPIC-Wandler mit Dual-Random-Spread-Spektrum LM51571-Q1 — Aufwärts-, Flyback- und SEPIC-Wandler, 4 A, 50 V, 2,2 MHz großer VIN-Bereich, mit Dual-Random-Spread LM5158 — Aufwärts-, Flyback- & SEPIC-Wandler, 3 A, 85 V, 2,2 MHz, großer VIN-Bereich, mit Dual-Random-Spread- LM5158-Q1 — Aufwärts-, Flyback- & SEPIC-Wandler, 3 A, 85 V, 2,2 MHz, großer VIN-Bereich, mit Dual-Random-Spread- LM51581 — Aufwärts-, Flyback- & SEPIC-Wandler, 1,5 A, 85 V, 2,2 MHz, großer VIN-Bereich, mit Dual-Random-Sprea LM51581-Q1 — Aufwärts-, Flyback- & SEPIC-Wandler, 1,5 A, 85 V, 2,2 MHz, großer VIN-Bereich, mit Dual-Random-Sprea
Hardware-Entwicklung
Evaluierungsplatine
LM5158EVM-FLY — Evaluierungsmodul für Flyback-Wandler LM5158-Q1
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Berechnungstool

SNVR511 — LM5157 and LM5158 Quickstart Calculator for Boost Regulator Design

Unterstützte Produkte und Hardware

Unterstützte Produkte und Hardware

Produkte
AC/DC- und DC/DC-Wandler (integrierter FET)
LM5157 — 6/4 A, 50 V, 2,2 MHz breiter VIN-Aufwärts-, Flyback- und SEPIC-Wandler mit Dual-Random-Spread-Spektr LM5157-Q1 — 6 A, 50 V, 2,2 MHz breiter VIN-Aufwärts-, Flyback- und SEPIC-Wandler mit Dual-Random-Spread-Spektrum LM51571-Q1 — Aufwärts-, Flyback- und SEPIC-Wandler, 4 A, 50 V, 2,2 MHz großer VIN-Bereich, mit Dual-Random-Spread LM5158 — Aufwärts-, Flyback- & SEPIC-Wandler, 3 A, 85 V, 2,2 MHz, großer VIN-Bereich, mit Dual-Random-Spread- LM5158-Q1 — Aufwärts-, Flyback- & SEPIC-Wandler, 3 A, 85 V, 2,2 MHz, großer VIN-Bereich, mit Dual-Random-Spread- LM51581 — Aufwärts-, Flyback- & SEPIC-Wandler, 1,5 A, 85 V, 2,2 MHz, großer VIN-Bereich, mit Dual-Random-Sprea LM51581-Q1 — Aufwärts-, Flyback- & SEPIC-Wandler, 1,5 A, 85 V, 2,2 MHz, großer VIN-Bereich, mit Dual-Random-Sprea
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Berechnungstool

SNVR512 — LM5157 and LM5158 Quickstart Calculator for SEPIC Regulator Design

Unterstützte Produkte und Hardware

Unterstützte Produkte und Hardware

Produkte
AC/DC- und DC/DC-Wandler (integrierter FET)
LM5157 — 6/4 A, 50 V, 2,2 MHz breiter VIN-Aufwärts-, Flyback- und SEPIC-Wandler mit Dual-Random-Spread-Spektr LM5157-Q1 — 6 A, 50 V, 2,2 MHz breiter VIN-Aufwärts-, Flyback- und SEPIC-Wandler mit Dual-Random-Spread-Spektrum LM51571-Q1 — Aufwärts-, Flyback- und SEPIC-Wandler, 4 A, 50 V, 2,2 MHz großer VIN-Bereich, mit Dual-Random-Spread LM5158 — Aufwärts-, Flyback- & SEPIC-Wandler, 3 A, 85 V, 2,2 MHz, großer VIN-Bereich, mit Dual-Random-Spread- LM5158-Q1 — Aufwärts-, Flyback- & SEPIC-Wandler, 3 A, 85 V, 2,2 MHz, großer VIN-Bereich, mit Dual-Random-Spread- LM51581 — Aufwärts-, Flyback- & SEPIC-Wandler, 1,5 A, 85 V, 2,2 MHz, großer VIN-Bereich, mit Dual-Random-Sprea LM51581-Q1 — Aufwärts-, Flyback- & SEPIC-Wandler, 1,5 A, 85 V, 2,2 MHz, großer VIN-Bereich, mit Dual-Random-Sprea
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Referenzdesigns

TIDA-020060 — Referenzdesign für Stromversorgung über Datenleitungen in der Automobilindustrie für Ethernet-Anwend

Dieses Referenzdesign demonstriert die Implementierung von Power over Data Lines (PoDL) in Fahrzeuganwendungen. Das Design verwendet einen DP83TG720S-Q1 1000MBit/s Single-Pair-Ethernet (SPE)-PHY mit der Option, auf den DP83TC812S-Q1 SPE-PHY für den 100-MBit/s-Betrieb zu wechseln. Ein Kopplungs- und (...)
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Referenzdesigns

PMP31139 — Winziges SEPIC-Referenzdesign für den Automobilbereich mit integriertem 80-V-FET

Dieses Referenzdesign ist ein kleiner SEPIC-Wandler mit LM5158 und integriertem FET. Dieses Design benötigt nur sehr wenig Platinenplatz, der die Schaltfrequenz auf 2 MHz festlegt. Dies bedeutet, dass es bei Schaltung und Magnetisierung zu Verlusten kommt. Trotz der Verluste beträgt der (...)
Test report: PDF
Gehäuse Pins CAD-Symbole, Footprints und 3D-Modelle
WQFN (RTE) 16 Ultra Librarian
Es gelten die allgemeinen Geschäftsbedingungen von TI für Evaluierungsartikel.

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  • Qualifikationszusammenfassung
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