功能包

內部啟動偏差調節器

TSSOP-16

可編程線路欠壓鎖定

WSON-16（5x5 mm）熱增強型（UVLO）具有可調磁滯

電流模式控制

LM5041 PWM控制器包含所有參考的

內部誤差放大器

實現當前fed或雙模過流保護電壓饋電推挽或橋式電源轉換器。

前沿消隱這些“級聯”拓撲非常適合

可編程推挽重疊或死多輸出和更高功率應用。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

內部1.5A推拉門驅動器輸出（推拉）。推拉輸出為可編程軟啟動，在50%額定占空比下驅動降壓級開關頻率，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用）或規定的兩個關閉時間熱關機（用于電壓饋電應用）。推拉階段mosfet可以直接從內部驅動應用門驅動器，而buck階段需要一個外部像LM5102這樣的驅動器。LM5041包括一個•電信電源轉換器高壓啟動調節器，在15V到100V的寬輸入范圍內工作。PWM控制器多輸出功率轉換器設計用于高速性能，包括振蕩器頻率范圍高達1兆赫+42V汽車系統傳播延遲小于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機。

電氣特性

標準字體的規范適用于TJ=25°C，黑體字規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） 規定了所有限制。在生產過程中，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聯，并應用統計方法，驗證熱極限和冷極限過程控制。

（2） 設備熱限制可能會限制可用范圍。

電氣特性（續）

標準字體的規范適用于TJ=25°C，黑體字規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

詳細操作說明

LM5041 PWM控制器包含實現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換器。這些“級聯”拓撲非常適合多輸出和更高的輸出電力應用。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%額定占空比下驅動的開關頻率，并且可以配置為指定的重疊時間（對于電流供電應用）或指定的兩個關閉時間（電壓供電應用）。推挽級MOSFETs直接由內部門驅動器驅動，而降壓階段需要外部驅動器，如LM5102。LM5041包括一個高壓啟動調節器，在15V到15V的寬輸入范圍內工作100V。PWM控制器設計用于高速性能，包括振蕩器頻率范圍高達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、精密電壓基準和熱關機。

高壓啟動調節器

LM5041包含一個內部高壓啟動調節器，因此可以連接輸入引腳（Vin）直接到線路電壓。調節器輸出的內部電流限制為15毫安。當通電時調節器被激活，并將電流輸入連接到Vcc引腳的外部電容器。推薦的Vcc調節器的電容范圍為0.1uF至100uF。當Vcc引腳上的電壓達到調節點為9V，內部參考電壓（REF）達到5V的調節點，控制器輸出已啟用。降壓級輸出將保持啟用狀態，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。推挽輸出繼續切換，直到參考引腳電壓降到大約3V以下。在典型應用中，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，以切斷內部啟動調節器。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調節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，當變流器輔助繞組不活動時，外部電流消耗應限制VCC線路，使啟動調節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部啟動調節器和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的外部設定點電阻分壓器接地設置轉換器的工作范圍。分壓器的設計必須確保當車輛識別號（VIN）在所需的工作范圍內時，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并輸入電流<300μA。ULVO磁滯通過打開或關閉的內部20μA電流源實現進入設定點分頻器的阻抗。當超過UVLO閾值時，當前源為激活以立即提高UVLO引腳的電壓。當UVLO引腳低于2.5V閾值時電流源關閉，導致UVLO引腳的電壓下降。UVLO引腳也可用于實現遠程啟用/禁用功能。通過將UVLO引腳對地短路，轉換器可以。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關機閾值，則為關閉狀態。

降壓級控制輸出

LM5041降壓開關最大占空比箝位確保每個循環有足夠的關閉時間給高壓側柵極驅動器中使用的自舉電容器充電。Buck開關被指定為關閉，并且同步開關打開，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。在任何故障狀態或欠壓斷開狀態下，降壓級控制輸出將默認為HD low和LD高的。

推拉輸出

推挽輸出以50%的額定占空比連續工作。LM5041的顯著特點是否能夠準確地配置互補電路上的死區時間（均關閉）或重疊時間（均打開）推拉輸出。重疊/死區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，電阻器的另一端應為連接到REF以進行死區控制設置，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為單位死區時間（ns）=（3.69 x RSET）+21

死區時間以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

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

脈寬調制比較器

PWM比較器將斜坡補償電流斜坡信號與來自內部誤差放大器（補償引腳）。該比較器的速度進行了優化，以達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。在非隔離應用中功率轉換器輸出通過電壓設置電阻器連接到FB引腳。回路補償組件連接在COMP和FB引腳之間。對于大多數隔離應用，誤差放大器功能在轉換器的二次側實現，不使用內部誤差放大器。這個內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部5kΩ上拉電阻器可用作隔離應用中的光耦。

電流限制/電流感應

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，控制器將終止當前循環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處的電流感應信號別針。內部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脈沖。布局考慮對電流檢測濾波器和檢測電阻器至關重要。相關電容器CS過濾器必須放置在靠近設備的地方，并直接連接到控制器（CS和接地）。如果使用電流感應變壓器，則變壓器二次側的兩根引線應連接至感測電阻器，也應位于靠近IC的位置。電阻可用于電流感應變壓器，位于推挽式晶體管源中，但需要一個低電感類型的電阻器。在設計感測電阻時，所有對噪聲敏感的低功率接地應連接在一起在IC周圍，應單獨連接到大電流電源接地（感應電阻接地點）。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換器當檢測到異常高的電流時，會出現hick-up模式。如果達到第二級閾值，軟啟動當確定軟啟動電容器時，電容器將被放電，啟動順序將開始完全釋放。只有當高dV/dt出現在電流感應引腳。電流檢測瞬態必須足夠快，以達到第二級閾值之前第一閾值檢測器關閉降壓級驅動器。電流感應非常高的dV/dt可能與飽和功率電感器或負載短路。CS引腳過濾過度，如極低值電流感應電阻或電感器，如果不飽和的過度負載，可能會阻止第二電平無法達到閾值。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循環限制，轉換器的輸出特性將電流源的電流。但是，持續的過載電流水平會導致動力傳動系，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。設置可根據所需的振蕩器頻率（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電阻器設置的自由運行頻率。時鐘信號應使用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引腳處的電壓被內部調節為2V。RT電阻器應位于靠近設備并直接連接到IC引腳（RT和GND）。

坡度補償

PWM比較器將電流感應信號與補償引腳上的電壓進行比較。輸出級內部誤差放大器通常驅動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）電流感應斜坡，可以避免振蕩。LM5041集成了這個斜率通過緩沖內部振蕩器斜坡并求和振蕩器產生的電流斜坡進行補償內部有電流感應信號。可以通過增加來源來提供額外的坡度補償電流感應信號的阻抗。

軟啟動和關閉

軟啟動功能允許功率轉換器逐漸達到初始穩態工作點，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階段。如果出現VCC欠壓、線路欠壓或秒指示的故障電平電流限制，輸出驅動器被禁用，軟啟動電容器對地放電。當故障條件不再存在，軟啟動程序將再次開始，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。

熱防護

提供內部熱關機電路，以在最大超過結溫。當激活時，通常在165攝氏度時，控制器強制進入低功耗待機狀態，關閉輸出驅動器和偏壓調節器。提供此功能是為了防止意外設備過熱導致的災難性故障。

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