TPS631010 3A 峰值电流、高效、超小解决方案尺寸的降压-升压转换器数据手册

TPS631010 和 TPS631011 是采用微型晶圆芯片级封装的恒频峰值电流模式控制降压-升压转换器。它们具有 3A 峰值电流限制 （典型值） 和 1.6V 至 5.5V 输入电压范围，为系统预稳压器和稳压器提供电源解决方案。

根据输入电压，当输入电压大致等于输出电压时，TPS631010 和 TPS631011 会自动以升压、降压或 3 周期降压-升压模式运行。模式之间的转换以定义的占空比进行，并避免了模式内不必要的切换，以减少输出电压纹波。8μA 静态电流和省电模式可在轻负载至空载条件下实现最高效率。
*附件：tps631010.pdf

这些器件在 WCSP 中提供非常小的解决方案尺寸。

特性

• 1.6V 至 5.5V 输入电压范围
  • 器件输入电压> 1.65V，用于启动
• 1.2V 至 5.5V 输出电压范围（可调）
  • PFM 模式下支持 1.0V VOUT
• 高输出电流能力，3A 峰值开关电流
  • VIN ≥ 3V，VOUT = 3.3V 时，输出电流为 2A
  • 1.5A 输出电流，VIN ≥ 2.7V，VOUT = 3.3V
• 有源输出放电（仅限 TPS631011）
• 在整个负载范围内实现高效率
  • 8μA 典型静态电流
  • 可配置自动省电模式和强制 PWM 模式
• 峰值电流降压-升压模式架构
  • 无缝模式转换
  • 正向和反向电流作
  • 启动至预偏置输出
  • 固定频率作，开关频率为 2MHz
• 安全和坚固的作特点
  • 过流保护和短路保护
  • 集成软启动，主动提升采用
  • 过热保护和过压保护
  • 带负载断开的真正关断功能
  • 正向和反向电流限制
• 小解决方案尺寸
  • 小型 1μH 电感器
  • 1.803 毫米 × 0.905 毫米 WCSP 封装

参数

方框图

概述

TPS631010 是一款高效率、小尺寸的升降压（Buck-Boost）转换器，适用于需要输入电压可高于或低于输出电压的应用场景。该转换器具有 1.5A 的输出电流能力，采用固定频率的峰值电流控制模式，工作频率约为 2MHz，并提供了 WCSP 小型封装。

关键特性

• ‌宽输入电压范围‌：支持 1.6V 至 5.5V 的输入电压，启动电压 > 1.65V。
• ‌可调输出电压‌：输出电压范围为 1.2V 至 5.5V，且可通过外部电阻分压器调整。
• ‌高效率‌：在整个负载范围内保持高效率，具有 8μA 的典型静态电流，并支持自动省电模式和强制 PWM 模式。
• ‌小型封装‌：采用 1.803mm x 0.905mm 的 WCSP 封装，节省 PCB 空间。
• ‌多重保护功能‌：包括过流保护、短路保护、过温保护和过压保护，确保设备安全稳定运行。
• ‌无缝模式切换‌：支持在升压、降压和升降压模式之间无缝切换，减少输出电压纹波。

应用领域

• TWS（真无线立体声）设备
• 系统预调节器（如智能手机、平板、终端、车载信息等）
• 点载调节（如有线传感器、端口/线缆适配器、多功能转接器等）
• 指纹和摄像头传感器（如电子智能锁、IP 网络摄像头）
• 电压稳定器（如数据中心、光模块、冷却/加热系统等）

功能描述

• ‌模式选择‌：通过 MODE 引脚选择 PFM（脉冲频率调制）或 FPWM（强制脉冲宽度调制）模式，以适应不同负载条件。
• ‌输出放电功能‌（TPS631011 特有）：提供主动下拉电流，快速放电输出，避免输出浮动或进入不确定状态。
• ‌反向电流操作‌：支持反向电流操作，即电流可以从 VOUT 引脚流向 VIN 引脚。
• ‌软启动与过压保护‌：内置软启动功能，减少启动时的电流冲击；同时提供过压保护，防止设备损坏。

设计指南

• ‌电感选择‌：根据输出电流、输出电压纹波和效率要求选择合适的电感值。
• ‌输出电容选择‌：使用小尺寸陶瓷电容，并尽量靠近 VOUT 和 PGND 引脚放置，以减小输出纹波和提高瞬态响应。
• ‌布局布线‌：遵循 TI 提供的布局布线指南，确保关键信号路径的完整性和稳定性。特别注意输入电容、输出电容和电感器的布置。
• ‌模式配置‌：根据应用需求配置 MODE 引脚，以实现最佳效率和稳定性。

文档支持

• 提供了详细的数据手册和应用指南，包括电气特性、功能描述、应用实现方法和布局布线建议等。
• 用户可以通过 TI 的 WEBENCH Power Designer 工具进行定制设计，简化设计流程并提高设计效率。
• TI E2E 支持论坛提供快速的设计帮助和验证答案，方便用户解决设计过程中的问题。

注意事项

• 在设计过程中，请确保遵守所有数据手册中的绝对最大额定值和推荐工作条件。
• 在进行布局布线时，请特别注意关键信号路径的布置和电容、电感器的选择，以避免干扰和误差。