TPS55287 带 I²C 接口的 36V 4A 升降压转换器数据手册

TPS55287 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 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具有高达 36V 的输入电压能力。通过 I2C 接口，TPS55287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，该器件可以从 12V 输入提供 35W 的功率。它能够从 9V 输入电压提供 25W 的功率。
*附件：tps55287.pdf

TPS55287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 还提供可选的扩频，以最大限度地降低峰值 EMI。

TPS55287 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。该 TPS55287 还确保在持续过载条件下，通过可选的输出电流限制和打嗝模式保护安全运行。

TPS55287 可以使用小电感和高开关频率的小电容器。它采用 3.0mm × 5.0mm QFN 封装。

特性

• 可编程电源 （PPS） 支持 USB 供电 （USB PD）
  • 3.0V 至 36V 宽输入电压范围
  • 0.8V 至 22V，10mV 步进可编程输出电压范围
  • ±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 平均电感器电流限制
• 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是一款集成四个MOSFET开关的同步升降压（Buck-Boost）DC-DC转换器，专为将电池电压或适配器电压转换为供电轨而设计。它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），适用于USB Power Delivery（USB PD）等多种应用。

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‌：支持过流监测，步长为50mA。
• ‌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。
• ‌电磁干扰（EMI）抑制‌：可选的扩频功能，降低EMI。

应用领域

• 无线充电器
• USB PD
• 拓展坞
• 工业PC
• 移动电源
• 显示器

封装与订购信息

• ‌封装类型‌：3.0mm x 5.0mm QFN
• ‌订购信息‌：提供多种封装选项，具体型号需参考数据手册的订购信息部分。

设计指南

• ‌开关频率设置‌：通过外部电阻设置，支持从200kHz至2.2MHz的可编程范围。
• ‌输出电压设置‌：可通过I2C接口编程内部参考电压或使用外部电阻分压器设置。
• ‌电感选择‌：基于输入电压、输出电压和最大输出电流等参数进行选择，确保满足稳态和瞬态性能要求。
• ‌电容选择‌：输入和输出电容需考虑ESR、纹波电流和电压稳定性等因素。
• ‌环路稳定性‌：提供详细的环路补偿设计指南，确保系统稳定性。

布局与热设计

• ‌布局建议‌：高频电容应尽可能靠近输入和输出引脚，以减少噪声和EMI。
• ‌热设计‌：利用PCB上的热过孔和金属平面提高散热效率，确保器件在允许的工作温度范围内运行。

文档与支持

• ‌数据手册‌：提供详细的电气特性、功能描述、应用指南和封装信息。
• ‌WEBENCH® Power Designer‌：支持创建自定义设计，优化效率、尺寸和成本。
• ‌TI E2E™支持论坛‌：提供技术帮助和社区支持，解决设计过程中遇到的问题。

TPS55287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、无线充电和工业应用中的理想选择。