TPS55287-Q1 带 I²C 接口的汽车级 36V 4A 升降压转换器数据手册

TPS55287-Q1 是一款同步降压-升压转换器，针对将电池电压或适配器电压转换为电源轨进行了优化。TPS55287-Q1 集成了四个 MOSFET 开关，为 USB 供电 （USB PD） 应用提供了紧凑的解决方案。

TPS55287-Q1 具有高达 36V 的输入电压能力。通过 I2C 接口，TPS55287-Q1 的输出电压可以在 0.8V 至 22V 范围内编程，步长为 10mV。当工作在升压模式下时，它可以从 12V 输入电压提供 35W 的功率。它能够从 9V 输入电压提供 25W 的功率。
*附件：tps55287-q1.pdf

TPS55287-Q1 采用平均电流模式控制方案。开关频率可通过外部电阻器在 200kHz 至 2.2MHz 范围内编程，并可与外部时钟同步。TPS55287-Q1 还提供可选的扩频，以最大限度地降低峰值 EMI。

TPS55287-Q1 提供输出过压保护、平均电感电流限制、逐周期峰值电流限制和输出短路保护。TPS55287-Q1 还通过在持续过载条件下的可选输出电流限制和打嗝模式保护确保安全运行。

TPS55287-Q1 可以使用具有高开关频率的小电感器和小电容器。它采用 3.0mm × 5.0mm QFN 封装。

特性

• 符合 AEC-Q100 标准：
  • 器件温度等级 1：-40°C 至 +125°C 环境工作温度范围
• 功能安全
  • 提供有助于功能安全系统设计的文档
• 可编程电源 （PPS） 支持 USB 供电 （USB PD）
  • 宽输入电压范围：3.0V 至 36V
  • 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，用于电缆上的电压下降
  • 可编程输出电流限制，步长为 50mA
  • ±5% 精度的输出电流监控
  • I2C 接口
• 在整个负载范围内具有高效率
  • VIN = 12V、VOUT = 20V 和 IOUT = 1.5A 时效率为 96.7%
  • 轻负载时的可编程 PFM 和 FPWM 模式
• 避免频率干扰和串扰
  • 可选时钟同步
  • 200kHz 至 2.2MHz 的可编程开关频率
• EMI 抑制
  • 可选的可编程扩频
  • 无铅封装
• 丰富的保护功能
  • 输出过压保护
  • 用于输出短路保护的打嗝模式
  • 热关断保护
  • 4A 平均电感电流限制
• 小解决方案尺寸
  • 最大开关频率高达 2.2MHz
  • 3.0mm × 5.0mm HotRod™ QFN 封装

参数

方框图

概述

TPS55287-Q1是一款高性能的同步升降压（Buck-Boost）DC-DC转换器，支持宽输入电压范围（3.0V至36V）和可编程输出电压范围（0.8V至22V），集成了四个MOSFET开关，适用于USB Power Delivery（USB PD）等应用。该转换器通过I2C接口实现可编程电源供应（PPS）功能，支持多种保护特性，并提供小尺寸封装。

主要特性

性能参数

• ‌输入电压范围‌：3.0V至36V
• ‌输出电压范围‌：0.8V至22V（可编程，步长为10mV）
• ‌输出电流‌：最大4A
• ‌开关频率‌：可编程，范围从200kHz至2.2MHz
• ‌效率‌：高达96.7%（在特定条件下）
• ‌工作温度范围‌：-40°C至+125°C

功能特点

• ‌I2C接口‌：支持灵活的参数编程，如输出电压、输出电流限制等。
• ‌可编程输出电流限制‌：步长为50mA，支持过流监测。
• ‌升降压模式‌：根据输入和输出电压自动切换工作模式（Buck、Boost或Buck-Boost）。
• ‌高效模式‌：支持PFM和FPWM模式，轻载时自动切换至PFM模式以提高效率。
• ‌保护特性‌：包括输出过压保护、短路保护（打嗝模式）、热关断保护等。
• ‌小尺寸封装‌：3.0mm x 5.0mm HotRod™ QFN封装，节省空间。
• ‌电磁干扰（EMI）抑制‌：可选的扩频功能，降低EMI。

应用领域

• 汽车充电器
• USB PD
• 无线充电器
• 汽车信息娱乐系统和仪表集群
• 汽车后照明
• 高级驾驶辅助系统（ADAS）

封装与订购信息

• ‌封装类型‌：3.0mm x 5.0mm QFN
• ‌订购信息‌：具体型号如TPS55287QWRYQRQ1，提供AEC-Q100认证，适用于汽车电子应用。

设计工具与支持

• ‌WEBENCH® Power Designer‌：支持创建自定义设计，优化效率、尺寸和成本。
• ‌I2C编程接口‌：允许通过微控制器等外部设备灵活配置转换器参数。
• ‌详细文档‌：包括数据手册、应用笔记、设计指南等，提供全面的设计支持。
• ‌支持资源‌：TI E2E™支持论坛提供技术帮助和社区支持。

布局与热设计指南

• ‌布局建议‌：推荐使用多层PCB，将高频电容放置在靠近输入和输出引脚的位置，以最小化噪声和EMI。
• ‌热设计‌：确保足够的散热路径，利用PCB上的热过孔和金属平面提高散热效率。

TPS55287-Q1以其高性能、灵活的可编程性、多重保护特性和小尺寸封装，成为USB PD、汽车充电和无线充电等应用中的理想选择。