TPS7H4011-SEP 耐辐射、4.5V 至 14V 输入 12A 同步降压转换器数据手册

TPS7H4011 是一款 14V、12A 同步降压转换器，针对太空环境进行了优化。峰值电流模式转换器获得高效率、良好的瞬态性能并减少元件数量。

TPS7H4011 的宽电压范围使其可用作负载点稳压器，直接从 12V 或 5V 电源轨进行转换。输出电压启动斜坡由 SS_TR 引脚控制。可通过 EN 和 PWRGD 引脚进行电源排序。
*附件：tps7h4011-sep.pdf

该器件可配置多达 4 个并联器件，无需外部时钟，即可提高电流能力。此外，还包括各种功能，例如差分远程感应、可选电流限制、灵活的故障输入引脚和可配置补偿。

特性

• 总电离剂量 （TID） 表征
  • 抗辐射保证 （RHA） 可用性高达 100krad（Si）
• 单粒子效应 （SEE） 特征
  • 单粒子闩锁 （SEL）、单粒子倦怠 （SEB） 和单粒子栅极破裂 （SEGR） 免疫性，最高线性能量转移 （LET） = 75MeV-cm2/mg
  • 单粒子功能中断 （SEFI） 和单粒子瞬态 （SET） 的特性高达 LET = 75MeV-cm2/mg
• 输入电压范围为 4.5V 至 14V
• 12A 最大输出电流
• 高效率（VIN = 12V、VOUT = 3.3V、fSW = 500kHz 的典型值）
  • 91% （CFP），91% （塑料），2A 时
  • 9A 时为 87% （CFP），88% （塑料）
  • 12A 时为 85% （CFP），86% （塑料）
• 集成 HS 45mΩ（CFP）/31mΩ（塑料）和 LS 33mΩ（CFP）/27mΩ（塑料）MOSFET（典型值为 12V）
• 灵活的开关频率选项：
  • 100kHz 至 1MHz，精确（±15% 或更高），可调内部振荡器
  • 100kHz 至 1MHz 外部同步能力
  • SYNC 引脚可异相 90° 配置，最多可并联 4 个器件
• 线路、温度和辐射范围内 0.6V ±0.67% （CFP）、±0.83% （塑料）电压基准
• 差分遥感
• 可选电流限制
• FAULT 输入引脚，用于灵活的故障管理
• 单调启动至预偏置输出
• 可调斜率补偿和软启动
• 用于电源排序的可调输入使能和电源就绪输出
• 用于欠压和过压的电源正常输出监视器
• 支持反相降压-升压拓扑
• 根据 ASTM E595 进行塑料包装脱气测试
• 适用于军用（–55°C 至 125°C）温度范围

参数

方框图

1. 概述

• ‌文件名‌：tps7h4011-sep.pdf
• ‌内容‌：TPS7H4011-SP和TPS7H4011-SEP的数据手册，描述了这两款14V、12A辐射硬化同步降压转换器的特性和应用。
• ‌发布日期‌：2025年4月（修订版）
• ‌发布者‌：Texas Instruments

2. 主要特性

• ‌辐射硬化‌：支持总电离剂量（TID）高达100krad(Si)，单粒子效应（SEE）免疫至线性能量转移（LET）=75MeV-cm²/mg。
• ‌输入电压范围‌：4.5V至14V
• ‌输出电流‌：最大12A
• ‌高效率‌：典型效率高达91%（CFP封装，VIN=12V，VOUT=3.3V，fSW=500kHz）。
• ‌灵活开关频率‌：100kHz至1MHz，可调整内部振荡器，支持外部同步。
• ‌集成MOSFET‌：集成高侧和低侧MOSFET，减少外部元件数量。
• ‌保护功能‌：过流保护、过温保护、欠压锁定等。
• ‌军事级温度范围‌：-55°C至125°C。

3. 应用领域

• ‌航天应用‌：卫星点载电源、卫星电力系统、通信载荷、雷达成像载荷。
• ‌辐射硬化电源供应‌：需要高辐射抵抗力的环境。

4. 功能描述

• ‌远程感测‌：支持差分远程感测，提高负载调节精度。
• ‌可编程电流限制‌：通过ILIM引脚选择四种不同的电流限制。
• ‌故障输入‌：灵活的故障管理功能，支持过压保护等。
• ‌并联操作‌：支持多达四个设备并联，增加输出电流能力。
• ‌软启动与跟踪‌：通过SS_TR引脚控制启动斜坡和输出电压跟踪。

5. 封装与尺寸

• ‌TPS7H4011-SP‌：30引脚陶瓷封装（CFP），尺寸7.84mm × 19.28mm。
• ‌TPS7H4011-SEP‌：44引脚塑料封装（HTSSOP），尺寸6.10mm × 14.00mm。

6. 典型应用电路与设计指南

• ‌设计步骤‌：包括选择开关频率、电感、输出电容、输入电容等。
• ‌布局指南‌：提供PCB布局建议，以最小化噪声和提高热性能。
• ‌并联操作指南‌：详细说明如何连接多个设备以实现并联操作。