TPS548D21 具有 AVSO和差分远程感应功能的1.5V 至 16V、40A 同步 SWIFT™ 降压转换器数据手册

TPS548D21 器件是一款紧凑型单降压转换器，具有自适应导通时间 D-CAP3 模式控制。它专为高精度、高效率、快速瞬态响应、易用性、低外部元件数量和节省空间的电源系统而设计。

该器件具有全差分感应 TI 集成 FET，具有高侧导通电阻 2.9mΩ，低侧导通电阻为 1.2mΩ。该器件还具有精确的 0.5%、0.9V 基准电压，环境温度范围为 –40°C 至 +125°C。 具有竞争力的功能包括：极少的外部元件数量、精确的负载调节和线性调节、FCCM 模式作和内部软启动控制。

TPS548D21 器件采用 7mm × 5mm、40 引脚 LQFN-CLIP （RVF） 封装（RoHs 豁免）。
*附件：tps548d21.pdf

特性

• 转换输入电压范围 （PV 在 ）：1.5 V 至 16 V
• 输入偏置电压 （V DD 系列 ） 范围：4.5 V 至 22 V
• 输出电压范围：0.6 V 至 5.5 V
• 具有 40A 连续输出电流的集成式 2.9mΩ 和 1.2mΩ 功率 MOSFET
• 电压基准为 0.6 V 至 1.2 V，步长为 50 mV，使用 VSEL 引脚
• ±0.5%，0.9V裁判容差范围：–40°C 至 +125°C 结温
• 真差分远程采样放大器
• D-CAP3™ 控制回路
• 通过 REFIN_TRK 引脚进行模拟 AVS 优化
• 具有 4 种可选频率设置的自适应导通时间控制：425 kHz、650 kHz、875 kHz 和 1.05 MHz
• 温度补偿和可编程电流限制，带 R伊利姆和 OC Clamp
• 可选择 Hiccup 或 Latch-Off OVP 或 UVP
• VDD UVLO 通过精密 EN 迟滞进行外部调整
• Prebias 启动支持
• 所有作期间的 FCCM 模式
• 全套故障保护和 PGOOD
• 7 mm × 5 mm × 1.5 mm、40 引脚、堆叠夹式 LQFN-CLIP 封装

参数

方框图

1. 产品概述

TPS548D21是一款高集成度的同步降压DC/DC转换器，适用于需要高效率、高精度和快速瞬态响应的电源系统。该转换器支持1.5V至16V的输入电压范围，4.5V至22V的VDD供电电压范围，以及高达40A的连续输出电流。

2. 关键特性

• ‌高精度参考电压‌：±0.5%，0.9V参考电压，温度范围-40°C至+125°C。
• ‌全差分遥测放大器‌：提高负载调节和线路调节的准确性。
• ‌D-CAP3™控制环路‌：结合自适应导通时间控制，实现快速瞬态响应。
• ‌集成40A功率MOSFET‌：高侧2.9mΩ，低侧1.2mΩ，减少外部元件数量。
• ‌可编程电流限制‌：通过外部电阻设置，具有温度补偿功能。
• ‌多种保护功能‌：包括过压保护(OVP)、欠压保护(UVP)、过温保护(OTP)等。
• ‌预偏置启动支持‌：确保在预偏置条件下平滑启动。
• ‌ 强制连续导通模式(FCCM) ‌：在所有操作模式下保持FCCM，提高稳定性。

3. 应用领域

• 企业存储、SSD、NAS
• 无线和有线通信基础设施
• 工业PC、自动化、ATE、PLC、视频监控
• 企业服务器、交换机、路由器
• ASIC、SoC、FPGA、DSP核心及I/O电源轨

4. 功能描述

• ‌自适应导通时间控制‌：根据输入和输出电压自动调整导通时间，保持预设开关频率。
• ‌可编程开关频率‌：提供425kHz、650kHz、875kHz和1.05MHz四种可选频率。
• ‌软启动功能‌：可选1ms、2ms、4ms和8ms的软启动时间，减少启动过程中的电流冲击。
• ‌VDD欠压锁定(UVLO)保护‌：固定UVLO阈值和迟滞，确保稳定供电。
• ‌EN_UVLO引脚功能‌：用于编程所需的VIN UVLO阈值，实现精确的电源时序控制。
• ‌故障保护‌：包括过流保护(OCP)、OVP、UVP和OTP，确保系统安全可靠运行。

5. 电气特性

• ‌输入电压范围‌：1.5V至16V
• ‌VDD供电电压范围‌：4.5V至22V
• ‌输出电压范围‌：0.6V至5.5V
• ‌最大输出电流‌：40A
• ‌开关频率‌：425kHz至1.05MHz可选
• ‌参考电压精度‌：±0.5%，0.9V
• ‌热关断阈值‌：默认165°C，迟滞30°C

6. 封装和尺寸

• ‌封装类型‌：7mm × 5mm × 1.5mm，40引脚LQFN-CLIP封装

7. 典型应用电路

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、电阻等元件的选择和设计步骤。同时，还提供了使用WEBENCH®电源设计师进行电路设计和优化的指南。

8. 布局和设计指南

• ‌布局指南‌：强调了关键元件（如输入电容、输出电容、电感、开关节点等）的布局对电路性能的影响，建议采用紧凑且低干扰的布局方式。
• ‌设计考虑‌：包括输入电容的解耦、输出电容的ESR和ESL选择、电感的饱和电流和直流电阻、开关节点的环路面积等。