TPS55285 带 I²C 接口的 22V 8A 升降压转换器数据手册

TPS55285 是一款完全集成的同步降压-升压转换器，针对将电池电压、USB Power Delivery （USB PD） 或适配器电压转换为电源轨进行了优化。TPS55285 集成了四个 15mΩ MOSFET，以提供高效率和小尺寸解决方案。

TPS55285具有从 2.4V（3.0V 上升）到 22V 的宽输入电压范围，能够输出 0.8V 至 22V 电压，步长为 10mV，以支持各种应用。它具有 8A 的平均电感器电流限制，可在降压模式下提供高达 7A 的输出电流。当工作在升压模式下时，它可以从 12V 输入提供 60W 的功率，或从 5V 输入提供 30W 的功率。
*附件：tps55285.pdf

通过 I2C 接口，TPS55285 的输出电压可以动态编程。设备启用时，默认输出电压为 5V。I2C 接口允许配置输出电压变化的转换速率、开关频率、强制 PWM 模式作。

TPS55285 提供输入和输出过压保护、平均电感电流限制、逐周期峰值电流限制和输出短路保护。该TPS55285还确保在持续过载条件下无需外部输出电流感应电阻器和打嗝模式保护即可在输出电流限制下安全运行。

TPS55285 允许使用具有高开关频率的小型电感器和电容器。它采用 2.5mm × 3.5mm QFN 封装。

特性

• 可编程电源 （PPS） 支持 USB 供电 （USB PD）
  • 宽输入电压范围：2.4V 至 22V
  • 3.0V 启动时的最小输入电压
  • 可编程输出电压范围：0.8V 至 22V，步长为 10mV
  • ±1% 基准电压精度
  • 可调节的输出电压补偿，用于电缆上的电压降
  • 可编程输出电流限制高达 6.35A，步长为 50mA
• 在整个负载范围内具有高效率
  • VIN = 20V、VOUT = 5V 和 IOUT = 5A 时效率为 92.0%
  • VIN = 12V、VOUT = 20V 和 IOUT = 3A 时效率为 96.0%
• I2C 编程
  • 输出启用 （OE） 开/关
  • 输出电压变化的转换速率
  • 开关频率：400kHz、800kHz、1.6MHz、2.2MHz
  • 轻负载时的可编程 PFM 和 FPWM 模式
  • 扩频启用/禁用
  • 输出放电启用/禁用
• 丰富的保护功能
  • 输入过压保护
  • 输出绝对过压保护
  • 输出相对过压保护
  • 用于输出短路保护的打嗝模式
  • 热关断保护
  • 8A 平均电感电流限制
• 小解决方案尺寸
  • 4 个低 RDS（ON） 内部 MOSFET
  • 最大开关频率高达 2.2MHz
  • 2.5mm × 3.5mm HotRod™ WQFN 封装

参数

方框图

1. 产品概述

• ‌产品名称‌：TPS55285
• ‌类型‌：22V输入，8A Buck-Boost转换器，带I2C接口
• ‌应用‌：USB PD、无线充电器、扩展坞、笔记本电脑、SSD等

2. 主要特性

• ‌宽输入电压范围‌：2.4V至22V
• ‌可编程输出电压‌：0.8V至22V，步长为10mV
• ‌高效率‌：在VIN=20V, VOUT=5V, IOUT=5A时可达92%，在VIN=12V, VOUT=20V, IOUT=3A时可达96%
• ‌I2C编程‌：支持输出使能、输出电压变化斜率、开关频率、PFM/FPWM模式等配置
• ‌丰富保护特性‌：输入过压保护、输出绝对过压保护、输出相对过压保护、短路保护（Hiccup模式）、热关断保护
• ‌小尺寸解决方案‌：集成四个低RDS(ON) MOSFET，采用2.5mm x 3.5mm HotRod™ WQFN封装

3. 功能描述

• ‌工作模式‌：支持Buck、Boost和Buck-Boost模式，根据输入和输出电压自动切换
• ‌输出电压调节‌：通过内部11位DAC和反馈电阻分压器设置输出电压
• ‌输出电流限制‌：可编程输出电流限制，最高可达6.35A，步长为50mA
• ‌动态电源调整‌：通过I2C接口动态调整输出电压和电流限制
• ‌热管理‌：内置热关断保护，防止过热损坏

4. I2C接口

• ‌地址‌：默认I2C地址为75h
• ‌寄存器‌：包括参考电压寄存器、输出电流限制寄存器、输出电压斜率寄存器、输出电压反馈选择寄存器、电缆补偿寄存器、模式控制寄存器和状态寄存器
• ‌操作模式‌：支持PFM和FPWM模式，轻载时自动进入PFM模式以提高效率，或通过I2C强制为FPWM模式

5. 应用领域

• USB PD电源供应
• 无线充电设备
• 笔记本电脑电源适配器
• SSD电源管理

6. 设计与实现

• ‌组件选择‌：提供详细的电感、电容等组件选择指南
• ‌布局建议‌：强调关键组件的合理布局，以减小干扰和提高稳定性
• ‌设计工具‌：建议使用TI的WEBENCH® Power Designer进行定制设计

7. 电气特性

• ‌高精度‌：参考电压精度±1%
• ‌低静态电流‌：在待机模式下有效降低功耗
• ‌快速响应‌：采用平均电流模式控制，提供快速瞬态响应