TPS40042 具有跟踪功能的低引脚数、低 Vin、同步降压 DCDC 控制器数据手册

TPS40042 DC/DC 控制器设计为在 3.0 V 至 5.5 V 的输入源下工作。为了减少外部组件的数量，许多作参数在内部是固定的。例如，工作频率在内部设置为 600 kHz。

可以通过从 COMP 引脚到电路接地添加一个外部电阻器来选择三个短路阈值电平之一（无电阻器是默认设置）。在上电期间，在内部软启动命令输出电压上升之前，TPS40042进入校准周期，测量 COMP 引脚流出的电流，并选择内部 SCP 阈值电压。在 1.5 ms 校准时间结束时，允许输出电压进入软启动。在工作期间，将所选的 SCP 阈值电压与导通期间 MOSFET 的上限压降进行比较，以确定是否存在过载情况。如果 MOSFET 两端的电压超过阈值电压，TPS40042 会计算 7 个连续脉冲，然后完全关闭 7 个软启动充电/放电周期，之后 TPS40042 会尝试重新启动输出。
*附件：低引脚数、低 VIN [3.0V 至 5.5V] 同步降压 DC-DC 控制器数据表.pdf

在启动期间，高侧 MOSFET 开关和同步整流器都保持 OFF 状态，直到内部软启动命令输出电压高于当前输出端的电压。当输出在大于零且小于所需调节电压的某个电压下进行预偏置时，可能会发生这种情况。当内部软启动首次命令输出上升时，同步整流器的脉冲宽度会通过多个离散步骤从零缓慢增加到完整的 1-D 导通时间。这样，电感电流不允许快速反转，并确保输出从零开始还是从预偏置电平开始。如果在允许 EN （使能低电平）引脚浮动为高电平时为器件通电，则 TPS40042 保持 OFF。只有当 EN 引脚向下拉至地时，才允许控制器启动。

特性

• 3.0V 至 5.5V 输入
• 需要外部基准电压源：0.5 V 至 1.5 V
• 输出电压从 REFIN 到 VIN 的 90%
• 用于 N 沟道 FET 的高端驱动
• 支持预偏置输出
• 自适应防交叉导通栅极驱动
• 固定开关频率 （600 kHz） 电压模式控制
• 三个可选的短路保护级别
• 从故障中重新启动 Hiccup
• 低电平有效使能
• 145°C 时的热关断保护
• 10 引脚、3mm x 3mm SON （DRC）
• 应用
  • DDR 内存
  • 负载点
  • 电信
  • DC 到 DC 模块

参数

一、产品概述

• ‌产品名称‌：TPS40042
• ‌制造商‌：Texas Instruments
• ‌封装形式‌：10引脚SON (DRC)
• ‌输入电压范围‌：3.0V至5.5V
• ‌应用‌：DDR内存、负载点电源、电信设备、DC-DC模块

二、主要特性

• ‌固定开关频率‌：600kHz
• ‌低引脚数‌：简化设计，减少外部组件
• ‌外部参考输入‌：需要0.5V至1.5V的外部参考电压
• ‌多种保护功能‌：包括短路保护、热关断保护等
• ‌自适应反交叉传导门驱动‌：防止上下MOSFET同时导通

三、引脚功能

• ‌VDD‌：电源输入
• ‌GND‌：地
• ‌HDRV‌：高端N沟道FET门驱动输出
• ‌LDRV‌：低端同步整流器N沟道FET门驱动输出
• ‌EN‌：使能输入（低电平有效）
• ‌FB‌：误差放大器反相输入
• ‌COMP‌：误差放大器输出，环路补偿连接点
• ‌REFIN‌：外部参考电压输入
• ‌BOOT‌：高端门驱动自举供电
• ‌SW‌：开关节点，连接至高端MOSFET源极

四、电气特性

• ‌工作温度范围‌：-40°C至150°C
• ‌软启动/使能校准时间‌：典型值2ms
• ‌短路保护阈值‌：低、中、高三档可选，通过COMP引脚连接至地的电阻设置
• ‌热关断温度‌：145°C
• ‌PWM频率‌：500kHz至700kHz（取决于VDD电压和结温）

五、功能描述

• ‌固定频率电压模式控制‌：采用电压模式控制，内部固定600kHz开关频率
• ‌软启动‌：内部软启动电路控制输出电压缓慢上升，防止浪涌电流
• ‌短路保护‌：提供三级可选短路保护阈值，通过外部电阻设置
• ‌热关断‌：结温超过145°C时自动关断，保护芯片免受过热损坏

六、应用指南

• ‌设计示例‌：提供5V至1.8V DC-DC转换器的设计示例，包括电感选择、输出电容计算等
• ‌布局建议‌：推荐布局和旁路电容放置，以最小化噪声和提高效率
• ‌MOSFET选择‌：提供MOSFET选择指南，包括门电荷、导通电阻等参数考虑

七、封装与尺寸

• ‌SON-10P封装尺寸‌：3mm x 3mm
• ‌封装材料信息‌：包括卷带和卷轴尺寸、封装视图等详细信息