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AC/DC 和 DC/DC 轉換器 (整合式 FET)

LM5158-Q1

現行

具備雙隨機展頻的 3-A、85-V、2.2-MHz 大範圍 VIN 升壓返馳及 SEPIC 轉換器

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產品規格表

LM5158-Q1

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產品詳細資料

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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類型 標題 日期
* 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 2021年 10月 20日
White paper Isolated Bias Power Supply Architecture for HEV and EV Traction Inverters PDF | HTML 2023年 10月 11日
Application note How to Implement the Soft Start in a Flyback PDF | HTML 2023年 7月 10日
Application note How to Design an Isolated Flyback Converter Using LM5157x/LM5158x (Rev. A) PDF | HTML 2023年 3月 16日
Application note Basic Calculation of a Coupled Inductor SEPIC Power Stage PDF | HTML 2023年 3月 13日
Application note How to Design a Boost Converter Using LM5157x, LM5158x PDF | HTML 2021年 11月 11日
Functional safety information LM5158x-Q1 Functional Safety FIT Rate, FMD and Pin FMA PDF | HTML 2021年 9月 20日
Technical article Lowering audible noise in automotive applications with TI’s DRSS technology PDF | HTML 2021年 3月 18日

設計與開發

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開發板

LM5157EVM-SEPIC — 適用於 SEPIC 的 LM5157 評估模組

LM5157EVM-SEPIC 評估模組展示了 LM5157 作為寬輸入非同步 SEPIC 轉換器的功能和性能。標準配置的設計可在 4 V 至 32 V 輸入，在 2.1 MHz 下切換時，在最高 1 A 時提供 12 V 的穩壓輸出。

使用指南: PDF | HTML
TI.com 無法提供
開發板

LM5158EVM-BST — LM5158-Q1 升壓轉換器評估模組

LM5158EVM-BST 評估模組展示 LM5158 裝置的功能和性能，此裝置為具備雙隨機展頻的寬輸入電壓升壓轉換器。標準配置旨在從 3 V 至 9 V 輸入提供 1.2 A 下的 12 V 的穩壓輸出 (負載從 < 6 V 輸入降額至 0.6 A)，切換頻率為 2.1 MHz。
使用指南: PDF | HTML
TI.com 無法提供
開發板

LM5158EVM-FLY — LM5158-Q1 返馳式轉換器評估模組

LM5158EVM-FLY 評估模組展示 LM5158 做為返馳式轉換器的功能和性能，可為 3 相變流器閘極驅動器偏壓電源的一般應用產生多重輸出電壓軌。標準配置旨在 250 kHz 時爲 8 V 到 16 V 的輸入分別提供 10 V 的調節輸出，且分別在 75 mA、75 mA 和 150 mA 時提供三個隔離式 20 V 電源軌。切換頻率為 250 kHz。
使用指南: PDF | HTML
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模擬型號

LM5158x-Q1 PSpice Boost Average Model (Encrypted)

SNVMC91.ZIP (41 KB) - PSpice Model
下載
模擬型號

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

SNVMC90A.ZIP (182 KB) - PSpice Model
下載
計算工具

SNVR508 — LM515x Quickstart Calculator for Flyback Regulator Design

支援產品和硬體

支援產品和硬體

產品
AC/DC 和 DC/DC 轉換器 (整合式 FET)
LM5157 — 具雙隨機展頻的 6A/4A、50-V、2.2-MHz 大範圍 VIN 升壓、返馳式、SEPIC 轉換器 LM5157-Q1 — 具備雙隨機展頻的 6-A、50-V、2.2-MHz 大範圍 VIN 升壓返馳及 SEPIC 轉換器 LM51571-Q1 — 具備雙隨機展頻的 4-A、50-V、2.2-MHz 大範圍 VIN 升壓返馳及 SEPIC 轉換器 LM5158 — 具備雙隨機展頻的 3-A、85-V、2.2-MHz 大範圍 VIN 升壓返馳及 SEPIC 轉換器 LM5158-Q1 — 具備雙隨機展頻的 3-A、85-V、2.2-MHz 大範圍 VIN 升壓返馳及 SEPIC 轉換器 LM51581 — 具備雙隨機展頻的 1.5-A、85-V、2.2-MHz 大範圍 VIN 升壓返馳及 SEPIC 轉換器 LM51581-Q1 — 具備雙隨機展頻的 1.5-A、85-V、2.2-MHz 大範圍 VIN 升壓返馳及 SEPIC 轉換器
硬體開發
開發板
LM5158EVM-FLY — LM5158-Q1 返馳式轉換器評估模組
下載
計算工具

SNVR511 — LM5157 and LM5158 Quickstart Calculator for Boost Regulator Design

支援產品和硬體

支援產品和硬體

產品
AC/DC 和 DC/DC 轉換器 (整合式 FET)
LM5157 — 具雙隨機展頻的 6A/4A、50-V、2.2-MHz 大範圍 VIN 升壓、返馳式、SEPIC 轉換器 LM5157-Q1 — 具備雙隨機展頻的 6-A、50-V、2.2-MHz 大範圍 VIN 升壓返馳及 SEPIC 轉換器 LM51571-Q1 — 具備雙隨機展頻的 4-A、50-V、2.2-MHz 大範圍 VIN 升壓返馳及 SEPIC 轉換器 LM5158 — 具備雙隨機展頻的 3-A、85-V、2.2-MHz 大範圍 VIN 升壓返馳及 SEPIC 轉換器 LM5158-Q1 — 具備雙隨機展頻的 3-A、85-V、2.2-MHz 大範圍 VIN 升壓返馳及 SEPIC 轉換器 LM51581 — 具備雙隨機展頻的 1.5-A、85-V、2.2-MHz 大範圍 VIN 升壓返馳及 SEPIC 轉換器 LM51581-Q1 — 具備雙隨機展頻的 1.5-A、85-V、2.2-MHz 大範圍 VIN 升壓返馳及 SEPIC 轉換器
下載
計算工具

SNVR512 — LM5157 and LM5158 Quickstart Calculator for SEPIC Regulator Design

支援產品和硬體

支援產品和硬體

產品
AC/DC 和 DC/DC 轉換器 (整合式 FET)
LM5157 — 具雙隨機展頻的 6A/4A、50-V、2.2-MHz 大範圍 VIN 升壓、返馳式、SEPIC 轉換器 LM5157-Q1 — 具備雙隨機展頻的 6-A、50-V、2.2-MHz 大範圍 VIN 升壓返馳及 SEPIC 轉換器 LM51571-Q1 — 具備雙隨機展頻的 4-A、50-V、2.2-MHz 大範圍 VIN 升壓返馳及 SEPIC 轉換器 LM5158 — 具備雙隨機展頻的 3-A、85-V、2.2-MHz 大範圍 VIN 升壓返馳及 SEPIC 轉換器 LM5158-Q1 — 具備雙隨機展頻的 3-A、85-V、2.2-MHz 大範圍 VIN 升壓返馳及 SEPIC 轉換器 LM51581 — 具備雙隨機展頻的 1.5-A、85-V、2.2-MHz 大範圍 VIN 升壓返馳及 SEPIC 轉換器 LM51581-Q1 — 具備雙隨機展頻的 1.5-A、85-V、2.2-MHz 大範圍 VIN 升壓返馳及 SEPIC 轉換器
下載
參考設計

TIDA-020060 — 適用於 100/1000Base-T1 乙太網路應用的汽車數據線供電參考設計

此參考設計展現出汽車應用實例的數據線供電 (PoDL) 實作。此設計使用 DP83TG720S-Q1 1000MBit/s 單對乙太網路 (SPE) PHY，並可選擇切換至 DP83TC812S-Q1 SPE PHY 以進行 100MBit/s 運作。耦合和去耦合網路用於在 50W 的最大功率下耦合。
Design guide: PDF
參考設計

PMP31139 — 使用 80-V 整合式 FET 的微型汽車 SEPIC 參考設計

此參考設計是使用 LM5158 且具備整合式 FET 的小型 SEPIC 轉換器。此設計的電路板空間非常小，可將切換頻率設為 2 MHz。這表示需接受一些切換和磁化損失。儘管出現損失，效率仍高達 400 mA、80% 等。
Test report: PDF
封裝 針腳 CAD 符號、佔位空間與 3D 模型
WQFN (RTE) 16 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

支援與培訓

內含 TI 工程師技術支援的 TI E2E™ 論壇

以英文檢視所有論壇主題

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