TPS62871-Q1 汽车级 2.7V 至 6V 输入、9A 可堆叠同步降压转换器数据手册

TPS6287x-Q1 是具有差分远程感应功能的引脚对引脚 6A、9A、12A 和 15A 同步降压直流/直流转换器系列。对于每种额定电流，都有带 I2C 接口的全功能器件型号和不带 I2C 接口的有限功能器件型号。所有设备均提供高效率和易用性。低电阻电源开关在高环境温度下允许高达 15A 的连续输出电流。

这些器件可以在堆叠模式下工作，以提供更高的输出电流或将功率耗散分散到多个器件。
*附件：tps62871-q1.pdf

TPS6287x-Q1 系列实现了增强的 DCS 控制方案，该方案支持固定频率作的快速瞬变。器件可以在省电模式下运行以实现最高效率，或在强制 PWM 模式下运行以实现最佳瞬态性能和最低输出电压纹波。

可选的远程感应功能可最大限度地提高负载点的电压调节能力，并且该器件在所有工作条件下都能实现优于 ±1% 的直流电压精度。

开关频率可通过 FSEL 引脚进行电阻器选择。开关频率可设置为 1.5MHz、2.25MHz、2.5MHz 或 3.0MHz，或与相同频率范围内的外部时钟同步。

I2C 兼容接口提供多种控制、监控和警告功能，例如电压监控和温度相关警告。输出电压可通过 I2C 兼容接口快速调整，使负载的功耗适应应用的性能需求。默认启动电压可通过 VSEL 引脚进行电阻选择。

特性

• 符合 AEC-Q100 标准，适用于汽车应用
  • 温度等级 1：–40°C 至 +125°C，TA
• 功能安全
  • 提供有助于功能安全系统设计的文档
  • 提供有助于功能安全系统设计的文档
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• 2.7V 至 6V 输入电压范围
• 6A、9A、12A 和 15A 系列引脚对引脚兼容器件
• 四个输出电压范围：
  • 0.4V 至 0.71875V，步长为 1.25mV
  • 0.4V 至 1.0375V，步长为 2.5mV
  • 0.4V 至 1.675V，步长为 5mV
  • 0.8V 至 3.35V，步长为 10mV
• 输出电压精度 ±1%
• 7mΩ 和 4.5mΩ 内部功率 MOSFET
• 可调外部补偿
• 电阻器可选的启动输出电压
• 电阻器可选的开关频率
• 省电或强制 PWM作
• 高达 1MHz 的 I2C 兼容接口
• 差分遥感
• 可选的堆叠作，以提高输出电流能力
• 热警告和热关断
• 精确的使能输入
• 有源输出放电
• 可选的扩频时钟
• 带窗口比较器的电源正常输出
• 采用 2.55mm × 3.55mm × 1mm VQFN 封装，侧面可润湿
• –40°C 至 150°C 结温，TJ

参数

方框图

概述

TPS62871-Q1 是一款适用于汽车应用的同步降压 DC/DC 转换器，提供高达 9A 的连续输出电流。该转换器具有高效率、快速瞬态响应和多种保护功能，适用于各种需要高可靠性电源的应用场景，如信息娱乐系统、ADAS（高级驾驶辅助系统）和 FPGA/ASIC 数字核心供电等。

关键特性

• ‌高电流能力‌：提供 9A 的连续输出电流，满足高功率需求的应用。
• ‌宽输入电压范围‌：支持 2.7V 至 6V 的输入电压范围，适应不同的电源环境。
• ‌高效率‌：采用同步整流技术，结合优化的控制策略，实现高效率转换。
• ‌快速瞬态响应‌：增强的 DCS 控制方案支持快速瞬态响应，确保系统稳定性。
• ‌多功能接口‌：提供 I2C 兼容接口，支持电压监控、温度警告等高级功能。
• ‌多种保护功能‌：包括过流保护、短路保护、过温保护和过压保护等，确保设备安全稳定运行。
• ‌可选堆叠操作‌：支持多个设备堆叠，以增加输出电流能力或分散功率损耗。

应用领域

• ‌信息娱乐系统‌：为车载信息娱乐系统提供稳定、高效的电源。
• ‌ADAS‌：为高级驾驶辅助系统供电，确保系统的高性能和可靠性。
• ‌FPGA/ASIC 和数字核心供电‌：为高速数字处理器提供低噪声、稳定的电源。
• ‌DDR 内存供电‌：为 DDR 内存模块提供精确的电压调节和瞬态响应。

功能描述

• ‌固定频率操作‌：采用固定频率的开关模式，减少 EMI 干扰。
• ‌多种工作模式‌：支持 PWM（脉冲宽度调制）和 PFM（脉冲频率调制）模式，以及省电模式，以适应不同的负载条件。
• ‌远程电压感应‌：提供差分远程感应功能，最大化负载点的电压调节精度。
• ‌动态电压调节‌：通过 I2C 接口快速调整输出电压，适应不同的应用需求。
• ‌热警告和热关断‌：内置热传感器，提供热警告和热关断功能，防止设备过热损坏。

设计指南

• ‌电感选择‌：根据输出电流和期望的纹波电流选择合适的电感值。
• ‌输出电容选择‌：使用低 ESR 的陶瓷电容，并尽量靠近 VOUT 和 GND 引脚放置，以减小输出纹波和提高瞬态响应。
• ‌补偿网络设计‌：根据应用需求设计外部补偿网络，确保系统稳定性。
• ‌布局布线‌：遵循 TI 提供的布局布线指南，特别注意关键信号路径的布置和电容、电感器的选择。

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。