TPS56C231 具有D-CAP3控制的 3.8V 至 17V、12A 同步降压转换器数据手册

TPS56C231 是一款小型、高效、同步降压转换器，具有自适应导通时间 D-CAP3 控制模式。由于不需要外部补偿，因此该器件易于使用，并且需要很少的外部元件。该器件非常适合空间受限的数据中心应用。

TPS56C231具有极具竞争力的功能，包括非常精确的参考电压、快速负载瞬态响应、无需外部补偿、可调电流限制以及 Eco-mode 和 FCCM作模式，可通过 MODE 引脚的配置在轻负载条件下进行选择。为了在轻负载下实现高效率，可以选择 Eco-mode。为了支持严格的输出电压纹波要求，可以选择 FCCM。TPS56C231 的工作结温范围为 –40°C 至 125°C。
*附件：tps56c231.pdf

特性

• 4.5V 至 17V 输入范围，无外部偏置
• 3.8V 至 17V 输入范围，带外部偏置
• 支持 12A 连续输出电流
• TPS56C231 支持 15A 峰值电流
• 集成 7.8mΩ 和 3.2mΩ MOSFET
• 在 –40°C 至 125°C 结温范围内提供 0.6V ±1% 参考电压
• 0.6V 至 5.5V 输出电压范围
• 146μA 低静态电流
• D-CAP3™ 控制模式，可实现快速瞬态响应
• 支持陶瓷输出电容器
• 可选 f西 南部400 kHz、800 kHz 和 1200 kHz
• 可选 FCCM（强制连续导通模式），用于紧密的输出电压纹波
• 可选 Eco 模式（自动跳过模式），可实现高轻载效率
• 可选的外部 5V 偏置，可提高效率
• 预偏置启动能力
• 可调软启动，默认软启动时间为 1.2ms
• 用于监控输出电压的电源正常指示器
• 两种带打嗝重启功能的可调电流限制设置：TPS56C231（14.7 A、17 A）和 TPS56C231L（11.5 A、13.8 A）
• UV、OV、OT 和 UVLO 的非闭锁保护
• 与 12A TPS56C215 和 8A TPS568231 引脚对引脚兼容TPS568215
• –40°C 至 125°C 工作结温
• 3.5mm × 3.5mm、18 引脚 HotRod™ QFN 封装

参数

方框图

1. 产品概述

TPS56C231是一款高效率的同步降压转换器，适用于3.8V至17V的宽输入电压范围，提供高达12A的连续输出电流。该器件集成了7.8mΩ和3.2mΩ的MOSFET，采用D-CAP3™控制模式，支持快速瞬态响应，无需外部补偿元件。

2. 主要特性

2.1 高效率与高性能

• ‌集成MOSFET‌：减少导通损耗，提高整体效率。
• ‌D-CAP3™控制‌：实现快速瞬态响应，无需外部补偿。
• ‌可选开关频率‌：400kHz、800kHz和1200kHz，优化效率和尺寸。
• ‌可选工作模式‌：FCCM（强制连续导通模式）和Eco-mode（自动跳周期模式），适应不同负载条件。

2.2 灵活性与可靠性

• ‌外部5V偏置‌：提高效率，增强应用灵活性。
• ‌预偏置启动能力‌：支持带预偏置的电源应用。
• ‌可调软启动‌：减少启动时的电流冲击。
• ‌多重保护‌：包括过流保护、过压保护、过温保护和欠压锁定。

2.3 小型封装与热管理

• ‌3.5mm × 3.5mm HotRod™ QFN封装‌：节省PCB空间。
• ‌高效热管理‌：通过封装设计和热传导路径优化散热。

3. 应用领域

• ‌数据中心和企业计算POLs‌
• ‌无线基础设施‌
• ‌工业PC、工厂自动化、PLC、测试测量设备‌
• ‌高端数字电视‌

4. 功能描述

4.1 PWM操作与D-CAP3控制

• ‌自适应导通时间PWM控制‌：根据输入电压、输出电压和伪固定频率设置导通时间。
• ‌内部误差放大器‌：提供准确的输出电压反馈，无需外部补偿。

4.2 Eco-mode与FCCM模式

• ‌Eco-mode‌：轻载时进入跳周期模式，提高效率。
• ‌FCCM模式‌：重载时保持连续导通模式，减少输出电压纹波。

4.3 4.7V LDO与电源管理

• ‌内部4.7V LDO‌：为内部电路和MOSFET栅极驱动器提供偏置电压。
• ‌外部偏置选项‌：通过VREG5引脚提供外部5V偏置，提高效率。

4.4 保护与监测功能

• ‌过流保护‌：包括低侧源电流限制和低侧负电流限制。
• ‌热关断‌：结温超过160°C时自动关断。
• ‌电源良好（PGOOD）指示‌：监测输出电压状态。

5. 典型应用

• ‌设计示例‌：提供了详细的电路图和元件选择指南，包括输出电压设置、电感选择、输出电容选择和输入电容选择。
• ‌布局指南‌：建议使用四层或六层PCB，优化布线以减少噪声和提高热性能。

6. 文档与支持

Texas Instruments提供了详细的数据手册、应用笔记、参考设计和支持资源，以帮助用户成功设计和实现基于TPS56C231的电源解决方案。用户可以通过TI的E2E™支持论坛获取快速、经验证的设计帮助。