TPS7H4002-SP 抗辐射 QMLV、3V 至 5.5V 输入、3A、同步降压转换器数据手册

TPS7H4002-SP 是一款抗辐射 5.5V、3A 同步降压转换器，通过高效率以及集成高侧和低侧 MOSFET 来针对小型设计进行了优化。通过电流模式控制（减少元件数量）和高开关频率（减少电感器尺寸），进一步节省空间。

输出电压启动斜坡由 SS/TR 引脚控制，允许作为独立电源或在跟踪情况下运行。通过正确配置 enable 和 open drain power good 引脚，也可以进行电源排序。此外，TPS7H4002-SP 可以配置为主-辅助模式，以实现并联运行。

高侧 FET 上的逐周期电流限制可在过载情况下保护器件，并通过低侧拉电流限制来防止电流失控。还有一个低侧灌电流限制，可关闭低侧 MOSFET，以防止反向电流过大。当芯片温度超过热限制时，热关断将禁用零件。
*附件：tps7h4002-sp.pdf

特性

• 辐射性能：
  • 抗辐射性保证高达 TID 100 krad（Si）
  • 对 LET 的免疫性 SEL、SEB 和 SEGR = 75 MeV-cm ^2^ /毫克
  • SET 和 SEFI 的特性高达 LET = 75 MeV-cm ^2^ /毫克
• 峰值效率：96.9% （V O = 2.5 V）
• 集成 50mΩ 和 35mΩ MOSFET
• 电源轨：VIN 上为 3 至 5.5 V
• 3A 最大输出电流
• 灵活的开关频率选项：
  • 100kHz 至 1MHz 可调内部振荡器
  • 外部同步能力：100 kHz 至 1 MHz
  • SYNC 引脚可配置为 500kHz 输出，用于初级-次级应用
• 在温度、辐射以及线路和负载调节范围内提供 0.807V ±1.5% 电压基准
• 单调启动至预偏置输出
• 通过外部电容器实现可调节软启动
• 用于电源排序的输入使能和电源就绪输出
• 用于欠压和过压的电源良好输出监视器
• 可调输入欠压锁定 （UVLO）
• 适用于太空应用的 20 引脚超小型热增强型陶瓷扁平封装 （HKH）

参数

方框图

概述

TPS7H4002-SP是一款专为空间应用设计的辐射硬化型同步降压转换器，支持3V至5.5V的输入电压范围，最大输出电流可达3A。该转换器采用20引脚超小型热增强陶瓷扁平封装（HKH），具有高效率、高可靠性和灵活的操作特性。

主要特性

• ‌辐射硬化‌：TID耐受能力高达100 krad(Si)，对SEL、SEB、SEGR具有免疫能力，SET和SEFI特性高达75 MeV-cm²/mg。
• ‌高效率‌：峰值效率可达96.9%（VOUT = 2.5V）。
• ‌宽输入电压范围‌：3V至5.5V。
• ‌高输出电流‌：最大输出电流为3A。
• ‌灵活开关频率‌：内部振荡器可调范围为100kHz至1MHz，支持外部同步功能。
• ‌精确电压参考‌：0.807V ±1.5%的电压参考，具有温度和辐射稳定性。
• ‌保护功能‌：包括输入欠压锁定（UVLO）、过压保护（OVP）、过流保护、热关断等。

应用领域

• ‌空间卫星点载电源‌：用于FPGA、微控制器、数据转换器和ASIC等。
• ‌通信载荷‌
• ‌光学成像载荷‌

功能描述

• ‌单调启动‌：支持预偏置输出的单调启动。
• ‌可调软启动‌：通过外部电容器实现可调软启动功能。
• ‌输入使能和电源良好输出‌：支持电源排序功能。
• ‌过流保护‌：包括高侧和低侧MOSFET的逐周期电流限制，防止电流失控。
• ‌热关断‌：当结温超过热关断阈值时，自动关闭转换器以保护器件。

电气特性

• ‌静态电流‌：典型值为120μA。
• ‌开关频率‌：可调范围为100kHz至1MHz。
• ‌输出电压范围‌：0.6V至5V可调。
• ‌输出电压准确度‌：±1.5%

封装与尺寸

• ‌封装类型‌：20引脚HKH陶瓷扁平封装。
• ‌尺寸‌：7.37mm × 12.75mm，质量约为1.22g。

PCB布局建议

• ‌输入和输出电容‌：建议在VIN、PVIN和GND引脚之间使用陶瓷电容进行旁路，以减小噪声和纹波。
• ‌热管理‌：利用封装上的热垫进行散热设计，确保在高负载下的稳定运行。
• ‌布局优化‌：将关键信号线（如VSENSE、COMP、RT等）尽可能短，并远离高噪声区域。

总结

TPS7H4002-SP是一款专为空间应用设计的辐射硬化型同步降压转换器，具有高效率、高可靠性和灵活的操作特性。其精确的电压参考、全面的保护功能和超小型封装使得它成为空间电源管理系统的理想选择。通过合理的PCB布局和热管理设计，可以充分发挥TPS7H4002-SP的性能优势，满足空间应用对电源系统的严格要求。