TPS563201 4.5 V 至 17 V 输入、3 A 输出、节能模式下的同步降压转换器数据手册

TPS563201 和 TPS563208 是采用 SOT-23 封装的简单、易用的 3A 同步降压转换器。

这些器件旨在以最少的外部元件数量运行，并且还旨在实现低待机电流。

这些开关模式电源 （SMPS） 器件采用 D-CAP2 控制方案，可提供快速瞬态响应，并支持低等效串联电阻 （ESR） 输出电容器（如特种聚合物）和超低 ESR 陶瓷电容器，无需外部补偿元件。
*附件：tps563201.pdf

TPS563201 在脉冲跳跃模式下运行，可在轻负载运行期间保持高效率。TPS563201 和 TPS563208 采用 6 引脚 1.6mm × 2.9mm SOT （DDC） 封装，额定结温范围为 –40°C 至 125°C。

特性

• TPS563201 和 TPS563208 3A 转换器，集成 95mΩ 和 57mΩ FET
• 具有快速瞬态响应的 D-CAP2™ 控制方案
• 输入电压范围：4.5V 至 17V
• 输出电压范围：0.76V 至 7V
• 脉冲跳跃模式 （TPS563201） 或连续电流模式 （TPS563208）
• 580kHz 开关频率
• 低关断电流小于 20μA
• 2% 反馈电压精度 （25°C）
• 从预偏置输出电压启动
• 逐周期过流限制
• 打嗝模式过流保护
• 非锁存 UVP 和 TSD 保护
• 固定软启动：1.0ms

参数

方框图

产品概述

• 类型 ：4.5V 至 17V 输入、3A 输出的同步降压转换器，采用 6 引脚 SOT-23（DDC）封装（尺寸 1.6mm×2.9mm）。
• 型号差异 ：
  • TPS563201 ：支持脉冲跳跃模式（Eco-mode），轻载效率高。
  • TPS563208 ：采用连续电流模式（FCCM），开关频率稳定。
• 核心技术 ：D-CAP2™控制方案，支持低 ESR 输出电容（如陶瓷电容），无需外部补偿，瞬态响应快。

主要特性

1. 电气参数
   • 输入电压范围：4.5V17V，输出电压范围：0.76V7V。
   • 开关频率：固定 580kHz，静态电流：工作模式 120μA（TPS563201）/350μA（TPS563208），关断电流＜20μA。
   • 反馈电压精度：2%（25°C 时），集成 95mΩ（高侧）和 57mΩ（低侧）功率 MOSFET。
2. 保护功能
   • 逐周期过流限制（4.2A 典型值）、打嗝模式过流保护（1.2ms 等待，10ms 重启）。
   • 非锁存式欠压锁定（UVLO）、热关断（172°C 阈值，37°C 迟滞）。
3. 其他特性
   • 1ms 固定软启动，支持预偏置输出启动，输出欠压 / 过压保护（UVP/OVP）。
   • VBST 引脚需连接 0.1μF 陶瓷电容至 SW 引脚，优化高侧 MOSFET 驱动。

应用领域

• 数字电视、高清蓝光播放器、网络家庭终端。
• 数字机顶盒（STB）、监控设备、POS 机等需要高效电源转换的场景。

详细功能描述

1. D-CAP2 控制方案
   • 结合自适应导通时间 PWM 控制，无需输出电容 ESR 纹波，内置补偿电路，稳定工作范围广。
   • 轻载时 TPS563201 进入脉冲跳跃模式，降低开关频率，维持高效率；TPS563208 保持连续模式，减少噪声。
2. 启动与软启动
   • 内部 1ms 软启动，避免启动过流；预偏置输出时，仅当内部参考电压超过反馈电压时启动切换。
3. 电流保护机制
   • 实时监控开关电流，过流时触发打嗝模式，减少功耗；输出电压低于 65% 阈值时启动 UVP 保护。

规格参数

1. 绝对最大额定值
   • 输入电压 VIN：-0.3V19V，VBST：-0.3V25V（瞬态 27V），SW 引脚瞬态电压 - 3.5V~21V。
   • 结温：-40°C150°C，存储温度：-55°C150°C，ESD 评级：HBM±2000V，CDM±1500V。
2. 热特性
   • 结到环境热阻（RθJA）：92.6°C/W，结到板热阻（RθJB）：15.5°C/W。
3. 效率
   • 输入 12V，输出 1.05V/3A 时效率约 85%；输出 5V/3A 时效率约 88%（TPS563208）。

应用设计与实现

1. 关键元件选型
   • 输出电感 ：根据**(L=frac{(V_{IN}-V_{OUT})V_{OUT}}{I_{O}×LIR×V_{IN}×f_{SW}})**计算，推荐 2.2μH（1.05V 输出），饱和电流≥3.5A。
   • 输出电容 ：20μF~68μF 低 ESR 陶瓷电容，满足纹波和瞬态响应（如 22μF×2，ESR≤2mΩ）。
   • 输入电容 ：10μF 陶瓷电容 + 0.1μF 高频滤波，靠近 VIN 引脚。
2. 布局指南
   • 输入 / 输出电容靠近器件，SW 引脚走线短而宽，避免开关电流流经器件下方。
   • 反馈网络（VFB）远离高电压路径，采用 Kelvin 接地，热焊盘通过过孔连接地平面。

封装与订购信息

• 封装 ：6 引脚 SOT-23（DDC），支持卷带（T&R）和管装（Tube）包装。
• 订购部件号示例 ：
  • TPS563201DDCR（Active，3000 颗 / 卷，-40°C~125°C）。
  • TPS563208DDCT（250 颗 / 管，连续电流模式）。