TPS65283 4.5 V 至 18 V 输入,3.5 A/2.5 A,FCCM 模式下的同步双降压转换器数据手册

描述

采用热增强型 4mm × 4mm TPS65283-1 TPS65283 VQFN 封装是一款功能
齐全的 4.5V 至 18V Vin、3.5A/2.5A 输出电流同步降压直流/直流转换器,通过高效率并集成高侧和低侧 MOSFET 来针对小型设计进行了优化。该器件还集成了 1 个 N 沟道 MOSFET 功率开关,用于配电系统。该器件提供完整的配电解决方案,其中需要精确的电流限制和快速保护响应。
*附件:tps65283.pdf

60mΩ 独立配电开关通过使用外部电阻器将输出电流限制在可编程电流限制阈值。在 1.25 A 的典型电流下,电流限制精度可以达到 ±10%。nFAULT 输出在过流和反向电压条件下保持低电平。

DC-DC 转换器中的恒频峰值电流模式控制简化了补偿并优化了瞬态响应。逐周期过流保护和在打嗝模式下运行可限制 MOSFET 在降压输出短路或过载情况下的功率耗散。当芯片温度超过热过载阈值时,过热保护会关闭器件。

特性

  • Buck 转换器
    • 宽输入电压范围 4.5 至 18 V
    • 集成双降压转换器,最大连续电流 3.5 A (Buck1) / 2.5 A (Buck2)
    • 反馈参考电压 0.6 V ±1%
    • 可调开关频率 200 kHz 至
      2 MHz
    • 内部内置软启动时间 2.4 ms
    • 外部时钟同步
    • 逐周期电流限制
    • 每个降压转换器的电源良好指示器
    • 轻负载时的连续电流模式 (TPS65283) 或脉冲跳跃模式 (PSM) (TPS65283-1)
  • 配电开关
    • 集成导通电阻为 60 mΩ 的配电开关
    • 工作输入电压范围 2.4 至 6 V
    • 可调电流限制高达 2.7 A
    • 限流精度 ±1.25 A 时为 10%(典型值)
    • 自动恢复过流保护
    • 反向输入至输出电压保护
    • 过热保护
    • 24 引脚 VQFN (RGE) 4mm × 4mm 封装

参数
直流转换器

方框图

直流转换器

1. 产品概述

TPS65283 是一款集成双同步降压转换器(Buck Converter)和电源分配开关的电源管理 IC(PMIC)。该器件具有宽输入电压范围(4.5V 至 18V),最大输出电流分别为 3.5A(Buck1)和 2.5A(Buck2),适用于 USB 端口、集线器、数字 TV、DSL/电缆调制解调器、无线路由器等多种应用。

2. 主要特性

  • 集成双同步降压转换器‌:具有两个独立的降压转换器通道,支持不同的输出电压和电流需求。
  • 电源分配开关‌:集成一个 N 通道 MOSFET 电源开关,提供精密电流限制和快速保护响应。
  • 宽输入电压范围‌:支持 4.5V 至 18V 的输入电压,适应多种电源环境。
  • 高效率‌:采用同步整流技术,提高转换效率。
  • 多种保护功能‌:包括过流保护、过压保护、欠压锁定(UVLO)、热关断和软启动等。

3. 应用领域

  • USB 端口和集线器
  • 数字 TV
  • DSL/电缆调制解调器、无线路由器
  • 家庭网关和接入点网络
  • 汽车信息娱乐系统

4. 电气特性

  • 输出电压范围‌:Buck1 和 Buck2 的输出电压均可通过外部电阻分压器调节。
  • 高精度内部电压参考‌:0.6V ± 1%,用于反馈控制。
  • 软启动时间‌:内部集成的软启动时间为 2.4ms。
  • 可调开关频率‌:支持 200kHz 至 2MHz 的可调开关频率,优化系统效率和滤波效果。

5. 功能描述

  • 双同步降压转换器‌:每个降压转换器均采用峰值电流模式控制,实现稳定的输出电压调节。
  • 电源分配开关‌:提供精密的电流限制功能,防止过流损坏,并具有自动恢复过流保护和反向电压保护功能。
  • 软启动和电源良好指示‌:每个降压转换器均具有软启动功能,并通过 PGOOD 引脚指示输出电压是否正常。
  • 同步和时钟同步功能‌:支持内部时钟同步和外部时钟同步,减少输入电流纹波和电源噪声。

6. 典型应用电路

  • 提供详细的典型应用电路图,包括输出电压设置、电感选择、输出电容器选择等设计步骤。
  • 设计考虑因素包括电感峰值电流、RMS 电流、输出电压纹波和瞬态响应等。

7. 布局与布线建议

  • 强调关键信号路径的布局和布线,包括输入电容器、输出电容器、电感器和反馈路径等。
  • 建议使用低 ESR 的陶瓷电容器作为输入和输出电容器,以减小电压纹波和提高稳定性。
  • 提供 PCB 布局示例,帮助用户快速完成 PCB 设计。

8. 文档与支持

  • 提供详细的数据手册和应用指南。
  • 支持通过 TI 官网获取 WEBENCH® Power Designer 等设计工具,帮助用户快速完成设计。
  • 提供技术支持和社区资源,帮助用户解决设计中的问题。

9. 封装与尺寸

  • 采用 24 引脚的 VQFN 封装,尺寸为 4mm x 4mm,带有裸露的热垫以增强散热性能。

10. 注意事项

  • 在设计和应用过程中,需严格遵守静电放电(ESD)防护措施。
  • 在选择外部组件时,需考虑组件的电气特性和热特性,以确保系统的稳定性和可靠性。
  • 在进行 PCB 布局和布线时,需遵循最佳实践,以减小电磁干扰并提高系统性能。
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