TPS541620 4.5V 至 15V、高级电流模式、双通道 6A 同步 SWIFT™ 降压转换器数据手册

TPS541620 是一款高度集成的非隔离式双通道 DC-DC 转换器，能够在 3 mm × 5 mm 封装中实现高频运行。该器件可配置为两个 6A 单电源轨，也可组合以驱动单个 12A 电流负载。该器件实现了固定频率高级电流模式控制 （ACM），具有可选的斜坡幅度配置，以优化环路带宽。两个模式选择引脚 （MODE1 和 2） 用于选择开关频率、配置、时钟相位延迟和内部补偿。
*附件：tps541620.pdf

特性

• 具有无损电流感应功能的集成 24mΩ 和 10mΩ MOSFET
• 固定频率、内部补偿的高级电流模式 （ACM） 控制
• 双输出，每路输出高达 6 A
• 双相、单输出，电流高达 12 A
• 单相或两相交错作
• 使用 SYNC 和 CLKO 与外部时钟同步
• 0.5V 至 5.5V 输出电压范围
• 每个开关频率有四个可选的 PWM 斜坡选项，以优化控制环路性能
• 软启动时间可通过外部电容进行配置（在单输出、多相配置中），对于双输出配置，软启动时间固定为 1 ms
• 多相运行中的真差分遥感
• 独立的使能和电源正常
• 4 个可选开关频率选项：500 kHz、1 MHz、1.5 MHz 和 2.0 MHz
• 支持安全的预偏置启动
• 带磁滞的过热保护
• -40°C 至 150°C 工作结温
• 间距为 0.5mm 的 3mm × 5mm、25 引脚 VQFN-HR 封装

参数

方框图

1. 产品概述

1.1 主要特点

• ‌双输出/单输出配置‌：双输出时每个输出高达6 A，单输出时高达12 A。
• ‌高频操作‌：固定频率高达2 MHz，支持500 kHz、1 MHz、1.5 MHz和2 MHz四种可选频率。
• ‌高级电流模式控制‌：具有内部补偿，可选择斜坡幅度以优化环路带宽。
• ‌相位交织‌：支持多相操作，减少输入和输出电流及电压纹波。
• ‌同步外部时钟‌：SYNC和CLKO引脚支持与外部时钟同步。
• ‌宽输出电压范围‌：0.5 V至5.5 V。
• ‌高精度软启动‌：单输出时可通过外部电容配置，双输出时固定为1 ms。

1.2 应用领域

• ‌无线通信基础设施‌
• ‌以太网交换机和路由器‌
• ‌ASIC、SoC、FPGA、DSP I/O电压轨‌
• ‌工业测试与测量设备‌

2. 功能描述

2.1 保护与监控特性

• ‌过温保护‌：具有滞回功能。
• ‌ BP5欠压锁定（UVLO） ‌：防止内部电路在低电压下工作。
• ‌逐周期电流限制‌：防止电感饱和和短路。
• ‌软启动‌：防止启动时的电流冲击。
• ‌电源良好（PGOOD）输出‌：指示输出电压是否在正常范围内。

2.2 其他功能

• ‌内部LDO‌：为控制电路和MOSFET驱动器提供5 V电源。
• ‌远程差分感测‌：提高多相操作时的输出电压精度。
• ‌电流共享‌：支持多相输出时的电流共享，以平衡负载。
• ‌独立使能和电源良好‌：每个输出通道可独立控制。

3. 技术规格

3.1 绝对最大额定值

• ‌输入电压‌：VIN对GND为-0.3 V至16 V，BOOT1/BOOT2对SW1/SW2为-0.3 V至6 V。
• ‌结温‌：-40°C至150°C。

3.2 推荐工作条件

• ‌输入电压‌：4.5 V至15 V。
• ‌使能电压‌：EN1/EN2对AGND为-0.1 V至5.5 V。

3.3 热信息

• ‌热阻‌：RθJA为37.5°C/W（VQFN-HR封装）。

3.4 电气特性

• ‌MOSFET导通电阻‌：高侧24 mΩ，低侧10 mΩ。
• ‌开关频率‌：500 kHz至2 MHz。
• ‌软启动时间‌：单输出时可配置，双输出时固定为1 ms。

4. 应用与实施

4.1 典型应用电路

• 提供了双独立输出和双相输出的典型应用电路图。

4.2 设计步骤

• ‌选择开关频率‌：根据应用需求选择500 kHz、1 MHz、1.5 MHz或2 MHz。
• ‌选择电感‌：根据输出电流和纹波要求计算电感值。
• ‌选择输出电容‌：根据瞬态响应和纹波要求选择合适的电容值。
• ‌布局与接地‌：强调了关键元件的布局和接地策略，以减少噪声和提高稳定性。

4.3 系统示例

• ‌高电流负载应用‌：展示了如何使用TPS541620为高达12 A的负载提供电源。
• ‌多轨电源系统‌：通过独立使能和电源良好输出实现多轨电源的灵活控制。

5. 设备与文档支持

5.1 设备支持

• ‌WEBENCH® Power Designer‌：支持使用TI的WEBENCH® Power Designer工具进行自定义设计。

5.2 文档支持

• 提供了与热设计、PCB布局、EMI滤波等相关的应用报告和设计指南。

5.3 支持资源

• ‌TI E2E™支持论坛‌：提供快速、经验证的答案和设计帮助。

6. 包装与订购信息

6.1 封装选项

• ‌ VQFN-HR (RPB) ‌：25引脚，3 mm × 5 mm，0.5 mm间距。

6.2 订购信息

• 提供了多种配置选项的部件编号和封装选项。

7. 其他信息

7.1 商标与版权

• 文档中提及的TI E2E™、WEBENCH®是Texas Instruments的商标。

7.2 静电放电警告

• 集成电路可能因静电放电而损坏，建议使用适当的预防措施。