TPS7H4010-SEP 采用塑料封装的耐辐射、3.5V 至 32V 输入、6A 同步降压转换器数据手册

TPS7H4010-SEP 是一款易于使用的同步降压 DC/DC 转换器，能够从 3.5 V 至 32 V 的电源电压驱动高达 6 A 的负载电流。TPS7H4010-SEP 以非常小的解决方案尺寸提供卓越的效率和输出精度。采用峰值电流模式控制。其他功能，如可调开关频率、与外部时钟同步、FPWM 选项、电源正常标志、精密使能、可调软启动和跟踪，为各种应用提供了灵活易用的解决方案。轻负载时的自动频率折返和可选的外部偏置提高了整个负载范围内的效率。该器件需要很少的外部元件，并具有专为简单 PCB 布局而设计的引脚布局，具有最佳的 EMI 和热性能。保护功能包括热关断、输入欠压锁定、逐周期电流限制和打嗝短路保护。
*附件：tps7h4010-sep.pdf

特性

• 抗辐射
  • SEL、SEB 和 SEGR 抗扰度高达 LET = 43 MeV-cm ^2^ /毫克
  • SET 和 SEFI 特性高达 LET = 43 MeV-cm ^2^ /毫克
  • TID 保证每批晶圆高达 20 krad（Si）
  • TID 特性高达 30 krad（Si）
• 太空增强塑料
  • 受控基线
  • Au bondwire 和 NiPdAu 铅表面处理
  • 增强的模塑料，实现低释气
  • 一个制造、组装和测试站点
  • 延长产品生命周期
  • 延长产品变更通知
  • 产品可追溯性
• 宽电压转换范围：
  • t 最小 = 60 ns（典型值）
  • t OFF-MIN （最小） = 70 ns（典型值）
• 低 MOSFET 导通电阻：
  • R DS_ON_HS = 53 mΩ（典型值）
  • R DS_ON_LS = 31 mΩ（典型值）
• 可调频率范围：350 kHz 至 2.2 MHz
• 可同步至外部时钟
• 内部补偿
• 电源正常标志
• 精确使能对系统 UVLO 进行编程
• 固定或可调的软启动时间
• 逐周期电流限制
• 带打嗝模式的短路保护
• 热关断保护

参数

方框图

1. 概述

TPS7H4010-SEP是一款辐射加固型同步降压电压转换器，专为空间应用设计。它能够提供高达6A的负载电流，支持3.5V至32V的宽输入电压范围，并具有高效率和出色的输出精度。

2. 主要特性

• ‌辐射加固‌：对SEL、SEB、SEGR免疫至LET = 43 MeV-cm²/mg，对SET和SEFI特性化至LET = 43 MeV-cm²/mg，TID保证每片晶圆批次高达20 krad(Si)，特性化至30 krad(Si)。
• ‌空间增强塑料封装‌：控制基线、Au键合线和NiPdAu引线完成、增强型模塑化合物以降低出气量。
• ‌宽电压转换范围‌：具有极小的最小导通时间（tON-MIN = 60 ns）和最小关断时间（tOFF-MIN = 70 ns）。
• ‌低MOSFET导通电阻‌：高侧RDS_ON_HS = 53 mΩ，低侧RDS_ON_LS = 31 mΩ。
• ‌可调频率范围‌：350 kHz至2.2 MHz，可同步至外部时钟。
• ‌保护功能‌：包括热关断、输入欠压锁定（UVLO）、逐周期电流限制和短路保护（打嗝模式）。

3. 应用

• 空间卫星点负载供电，用于FPGA、微控制器、数据转换器和ASIC。
• 通信有效载荷、命令与数据处理、光学成像有效载荷、雷达成像有效载荷、激光通信有效载荷、导航有效载荷和科学探索有效载荷。

4. 功能描述

• ‌同步降压调节器‌：集成高侧和低侧MOSFET，提供高效率。
• ‌自动模式和FPWM模式‌：自动模式在轻载时降低开关频率以提高效率，FPWM模式在整个负载范围内保持固定开关频率。
• ‌固定频率峰值电流模式控制‌：提供准确的DC负载调节。
• ‌可调输出电压‌：通过外部电阻分压器设置输出电压。
• ‌使能和UVLO‌：精确使能输入允许通过外部电阻分压器编程系统UVLO。
• ‌内部LDO和BIAS输入‌：集成内部LDO为控制电路供电，可选BIAS输入以降低LDO功耗。
• ‌软启动和电压跟踪‌：控制输出电压启动时的斜坡速率，可选跟踪外部电压斜坡。
• ‌可调开关频率和同步‌：通过外部电阻设置开关频率，可同步至外部时钟。
• ‌内部补偿‌：减少设计时间和外部组件数量。
• ‌电源良好（PGOOD）标志‌：指示输出电压是否处于适当水平。

5. 电气特性

• ‌输入电压范围‌：3.5V至32V。
• ‌输出电压范围‌：可调，最高可达输入电压的95%。
• ‌最大输出电流‌：6A。
• ‌开关频率‌：350 kHz至2.2 MHz。
• ‌热关断阈值‌：典型值160°C。

6. 封装与尺寸

• 30引脚WQFN封装，尺寸为6.00 mm x 4.00 mm x 0.80 mm。

7. 典型应用电路

文档提供了详细的典型应用电路图，包括输入电容、输出电容、电感、反馈电阻等组件的选择和设计指南。

8. 布局指南

文档强调了PCB布局对电源转换器和系统性能的重要性，并提供了布局建议，如输入和输出电容的放置、反馈分压器的位置、地层和电源层的处理等。

9. 文档与支持

• 详细的数据手册：包含规格说明、电气特性、应用指南等。
• TI E2E™支持论坛：提供技术支持和社区交流。