HM5167BDR [HMSEMI]

10A synchronous rectification boost converter;


型号：	HM5167BDR
厂家：	H&M Semiconductor
描述：	10A synchronous rectification boost converter
文件：	总10页 (文件大小：1024K)
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HM5167B

高效 10A 同步整流升压转换器

概述

特点

HM5167B 是一款高功率密度的同步整流升压转换

●

输入电压范围：2.7 ~ 12 V

器，集成两个低导通电阻的功率开关来减低导通功率损

耗，为便携设备提供高效率、小型化的供电方案。

HM5167B具有 2.7 ~ 12 V 的宽输入电压范围，输出电压

最高至 12.6 V，具备 10 A 开关电流能力，可提供 30 W

功率输出。

输出电压范围：4.5 ~ 12.6 V

较低的关断电流：1 ~ 3 uA

较低R_DS(ON)的内部开关 (低侧/高侧)：

13 mΩ / 16 mΩ

●

效率可达90% @ V_IN= 3.3 V, V_OUT= 9 V, I_OUT= 3 A

可调开关频率：200 kHz ~ 2.2 MHz

轻载时可选择工作模式：PFM / FPWM

可调峰值电流限流

HM5167B采用电流模 COT 控制架构调整输出电压，

重载时工作在 PWM 模式，轻载时可通过 MODE pin 在

PFM 模式和 FPWM 模式之间选择，避免较低的开关频

率引起的应用问题，同时可通过外部电阻在 200

kHz~2.2 MHz 之间设定 FPWM 模式开关频率。HM5167B

还具有可编程的峰值限流和软启动时间。除此之外，

HM5167B 包含有 UVLO、OVP 和 OTP 等保护功能。

可调软启动时间

输出过压保护13.4 V

过温保护150 °C

应用场合

封装形式

●

快充移动电源

电子烟

●

16-pin ESOP16

20-pin DFN20L(4.5 × 3.5×0.9-0.5)

蓝牙扬声器

便携POS终端

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HM5167B

典型应用图

0.2 uF

BOOT

VIN

VOUT = 9 V

VOUT

2.2 uH

330 kΩ

60 uF

FSW

VIN

240 kΩ

R2 51 kΩ

10 nF

3 kΩ

10 uF

0.1 uF

VCC

COMP

ILIM

2.2 uF

OFF

R4 100 kΩ

C7 47 nF

PGND

AGND

MODE

图1. HM5167B典型应用原理图

选购指南

HM 51 67 X XX G

环保标识

封装形式

DR：DFN20L

ES：ESOP16

系列或功能

产品品种号

产品类别号

公司标志

产品型号

产品说明

HM5167BES

HM5167BDR

封装形式：ESOP16

封装形式：DFN20L(4.5 × 3.5×0.9-0.5)

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HM5167B

产品脚位图

VCC

AGND

VCC

ILIM

COMP

FSW

VOUT

MODE

VOUT

PGND

VOUT

MODE

BOOT

VIN

BOOT

VIN

DFN20L

ESOP16

脚位功能说明

PIN 脚位

编号

功能说明

编号

符号名

DFN20L

ESOP16

VCC

内部LDO输出，需要在VCC和地之间接至少1 uF稳压电容

芯片使能逻辑输入，逻辑高电平使能芯片，逻辑低电平关断芯片

在 FSW 和 SW 之间外接电阻设定开关频率

升压转换器开关节点，内部接低侧开关漏端和高侧开关源端

高侧开关驱动的电源，需要在SW和BOOT之间接0.2 uF稳压电容

芯片的电源

FSW

4, 5, 6, 7

4, 5, 6

BOOT

VIN

在SS和地之间外接电容设定软启动时间

11, 12

芯片内部未连接，建议接地助散热

轻载时选择工作模式，逻辑高电平或者悬空时，工作在PFM，逻辑低电平

MODE

时，工作在PWM

VOUT

14, 15, 16

11,12,13

升压转换器输出

电压反馈，接反馈电阻分压器抽头

误差放大器输出，在COMP和AGND之间外接环路补偿网络

在ILIM和AGND之间外接电阻设定开关峰值电流限流值

模拟信号地

COMP

ILIM

AGND

PGND

散热盘

功率地，接低侧开关的源端

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HM5167B

功能框图

FSW

VIN

BOOT

COT

Timer

Internal

LDO

Current

Sense

VCC

VOUT

PWM

Control logic

MODE

PGND

ILIM

Shutdown

Control

Current

Sense

OVP

VOUT

V2I

UVLO

OTP

VIN

Vref

Control

AGND

COMP

绝对最大额定值（注释 1）

符号

描述

极限值

单位

BOOT

-0.3 ~ SW + 6.6

-0.3 ~ 14

VIN, SW, FSW, VOUT

V_PIN

芯片管脚对地电压

EN, VCC, SS, COMP,

MODE, ILIM, FB

T_A

-0.3 ~ 6.6

工作环境温度

结温

-40 ~ 85

-40 ~ 150

-55 ~150

260

ºC

T_J

T_stg

T_lead

储存温度

焊接温度

ºC

DFN20L

2.4

封装功耗

封装热阻

ESOP16

2.23

DFN20L

ºC /W

θ_JA

ESOP16

注释 1：“绝对最大额定值”是本产品能够承受的最大物理伤害极限值，请在任何情况下勿超出该额定值。

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HM5167B

静电保护等级

等效模型

等级

±2000

±500

单位

人体模型，所有脚位

带电器件模型，所有脚位

推荐工作条件

符号

V_IN

V_OUT

描述

最小值

2.7

典型值

最大值

单位

输入电压

输出电压

电感值

4.5

12.6

0.6

2.2

ºC

C_O

输出电容

工作环境温度

1000

T_A

-40

电气参数

（T_A= 25 ºC ，V_IN= 3.6 V，V_OUT= 9 V，L = 2.2 uH，R_ILIM= 100 kΩ，R_FREQ= 240 kΩ，除非另行标注）

符号

V_IN

描述

输入电压范围

测试条件

最小值典型值最大值单位

2.7

V_UVLO

输入 UVLO 阈值电压

UVLO 迟滞

输入电压上升

V_{UVLO_HYS}

0.2

关断 IC，VOUT 管脚不接反馈电阻

I_SD

I_Q

IC 关断时流入 VIN 管脚电流

和负载

IC 在 PFM 模式空载工作时输使能 IC，VOUT 管脚不接负载，

600

1200

入静态电流

MODE 管脚悬空

V_IN= 8 V，I_VCC= 10 mA

VCC = 5 V

V_CC

V_ENH

内部 LDO 输出电压

EN 逻辑高阈值电压

EN 逻辑低阈值电压

EN 内部下拉电阻

MODE 逻辑高阈值电压

MODE 逻辑低阈值电压

MODE 上拉电阻

输出电压范围

1.2

V_ENH

VCC = 5 V

0.4

R_EN

VCC = 5 V

800

kΩ

V_MODEH

V_MODEL

R_MODE

V_OUT

VCC = 5 V

4.0

VCC = 5 V

1.5

800

VCC = 5 V

kΩ

4.5

12.6

1.224

100

V_REF

反馈参考电压

1.188

1.206

I_FB

FB 管脚漏电流

V_FB= 1.5 V

mΩ

I_SS

软启动充电电流

R_DS(ON)1

R_DS(ON)2

I_{LIM_PFM}

低侧 MOSFET 导通电阻

高侧 MOSFET 导通电阻

PFM 模式低侧 MOSFET 峰值

电流限流

R_ILIM= 100 kΩ，MODE 管脚悬空

R_ILIM= 100 kΩ，MODE 管脚接地

12.2

10.6

I_{LIM_FPWM}

FPWM 模式低侧 MOSFET 峰

值电流限流

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HM5167B

F_SW

t_{min_ON}

t_{min_OFF}

V_OVP

开关频率

R_FREQ= 240 kΩ，MODE 管脚接地

550

110

100

13.4

0.3

kHz

最小导通时间

最小关断时间

输出过压保护阈值电压

输出过压保护迟滞

热关断阈值温度

热关断迟滞

200

输出电压上升

V_{OVP_HYS}

T_SD

°C

芯片内部温度上升

150

T_{SD_HYS}

°C

典型性能参数

图 2. 效率 vs 输出电流 @ V_IN=3.6 V, V_OUT= 5 V

图 3. 效率 vs 输出电流 @ V_IN=3.6 V, V_OUT= 9 V

Inductor current

VOUT

图 4. 效率 vs 输出电流 @ V_IN=3.6 V, V_OUT= 12 V

图 5. 启动波形

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HM5167B

VOUT

Inductor

current

Inductor

current

图 6. CCM 开关波形

图 7. PFM 开关波形

图 8. 参考电压 vs 温度

图 9. 开关频率 vs 设定电阻

工作方式

HM5167B是一款同步整流 boost 转换器，内部集成较低的导通电阻的功率开关，采用电流模 COT 控制方式，在重

载时，每次开关周期，低侧MOSFET会在电流上升至误差放大器控制的峰值电流后被关断，电感电流通过高侧MOSFET

体二极管，高侧 MOSFET 在自适应恒定关断时间来临之前保持开启。在轻载时，可通过 MODE 管脚设置工作模式。

MODE 管脚悬空或者接逻辑高时，HM5167B 工作在 PFM 模式，通过延长关断时间减小功率传输。MODE 管脚接地时，

HM5167B 工作在 FPWM 模式，效率较低，但是开关频率和重载时相同，避免了轻载时较低的开关频率引起的音频噪声

和其它问题。

应用指导

HM5167B具备输出电压 12.6 V、10 A 开关电流、传输超过 30 W 功率的能力，在轻载时可通过 MODE 管脚在 PFM

模式和 FPWM 之间选择，还支持外部设定软启动时间、工作频率、峰值限流。

设定软启动时间

当 EN 管脚被拉高时，SS 管脚上的软启动电容 C_SS（典型应用电路中的 C₇）会被一个 5 uA 恒流源充电，SS 管

脚电压和内部反馈参考电压 V_REF（1.206 V）之间较小的电压值作为误差放大器正端输入，随着 SS 管脚电压上升，FB

管脚电压也缓慢地升高，当 SS 管脚电压超过 V_REF后软启动过程完成。当 EN 管脚被拉低时，C_SS上电压被放电至地。

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HM5167B

软启动时间 t_SS公式如下所示。

V_REFC_SS

t_SS



I_SS

设定输出电压

通过外部反馈电阻分压器（典型应用电路中的 R1、R2）来设定输出电压，为了减小空载时的静态功耗，建议为

R1、R2 选择 10 kΩ 和 1 MΩ 之间的电阻值。R1 电阻值计算公式如下所示。

(V_OUT V_REF)R₂

R₁

V_REF

设定开关频率

HM5167B支持通过 FSW 管脚和 SW 管脚之间的电阻 R_FREQ（典型应用电路中的 R3）设定开关频率。R_FREQ和所

需要的开关频率 f_SW之间关系如下所示。

V_OUT

4(

 t_{min_ OFF}



)

f_SW

R_FREQ



C_FREQ

这里，V_IN是输入电压，V_OUT是输出电压，f_SW是开关频率，C_FREQ等于 25 pF，t_{min_OFF}是最小关断时间 100 ns。

设定峰值电流限流

通过外部电阻设置峰值电流限流值，需要注意，FPWM 模式限流值比 PFM 模式的低 1.6 A，为了保证 boost 转换

器正常工作，需要让峰值电流限流大于实际工作时需要的最大电感峰值电流。PFM 模式峰值电流限流公式如下所示。

1220000

I_LIM



R_ILIM

外部元器件

1）用外部自举电容为内置高侧 MOSFET 驱动电路供电，建议在 SW 管脚和 BOOT 管脚之间加 200 nF 陶瓷电容。

2）陶瓷电容的偏置电压会减小电容实际容值，因此需要留出余量来保证足够的有效电容值。

3）电感电流接近饱和电流时电感值会比 0 A 时低约 30%，因此要保证电感的饱和电流大于工作的最大电感电流。

PCB 布局建议

1）为了降低非理想干扰，外部元件如电感、C_IN、C_OUT、反馈分压电阻等尽可能靠近芯片。

2）为了减小高频开关引起的 EMI，PCB 上连到 SW 管脚的走线尽可能短，最好在 PCB 背面覆盖接地层减小信号

耦合。

3）为了增加散热、提高效率，建议将 DFN20L 封装上的散热垫焊接到接地层，多打散热孔，采用较厚的 PCB 铜

箔。

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HM5167B

封装信息



封装类型:ESOP16

尺寸（mm）

尺寸（Inch）

参数

最小值

1.35

0.05

1.3

最大值

1.75

0.2

最小值

0.0531

0.0020

0.0512

0.0236

0.0140

0.0079

0.3858

0.2283

0.1496

最大值

0.0689

0.0079

0.0630

0.0280

0.0185

0.0094

0.4016

0.2457

0.1575

1.6

0.6

0.71

0.47

0.24

10.2

6.24

0.356

0.2

9.8

5.8

3.8

1.27BSC

1.05BSC

0.0500

0.0413

0.25

0.4

0.5

0.8

0.0098

0.0157

0.0197

0.0315

8°

0.25

0.0098

D1(95*180)

4.57REF

2.41REF

0.51REF

0.4REF

0.1799REF

0.0949REF

0.02REF

E2(95*180)

0.0157REF

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HM5167B



封装类型:DFN20L(4.5 × 3.5×0.9-0.5)

尺寸（mm）

尺寸（Inch）

参数

最小值

最大值

0.95

0.05

0.3

最小值

最大值

0.0374

0.0020

0.0118

0.0098

0.1811

0.1299

0.85

0.0335

0.18

4.4

0.0071

0.1732

0.1220

0.25

4.6

3.1

3.3

3.85(REF)

0.5(BSC)

0.75(BSC)

0.25(BSC)

3.5(BSC)

0.1516REF

0.0197(TYP)

0.0295(BSC)

0.0098(BSC)

0.1378(BSC)

3.4

2.1

3.6

2.3

0.1339

0.0827

0.1417

0.0906

0.35(BSC)

0.75(BSC)

0.0138(BSC)

0.0295(BSC)

0.35

0.2

0.45

0.3

0.0138

0.0079

0.0177

0.0118

Page 10

HM5167BDR [HMSEMI]

相关型号：

HM5167BES

HM51S4170AJ-8

HM51S4170ALJ-8

HM51S4170ALRR-7

HM51S4170ALTT-8

HM51S4170ALZ-7

HM51S4170ARR-10

HM51S4170AZ-7

HM51S4170C

HM51S4170CJ-7

HM51S4170CJ-8

HM51S4170CLJ-7