TPS54541 具有软启动和节能模式™的 4.5V 至 42V 输入 5A 降压型 DC-DC 转换器数据手册

TPS54541 器件是一款具有集成高侧的 42V 5A 降压稳压器 MOSFET 的该器件可承受高达 45 V 的负载突降脉冲，符合 ISO 7637 标准。电流模式控制提供 简单的外部补偿和灵活的组件选择。低纹波脉冲跳跃模式可降低 空载电源电流为 152 μA。当使能引脚被拉低时，关断电源 电流降低到 2 μA。

欠压锁定在内部设置为 4.3 V，但使用外部 使能引脚上的电阻分压器。输出电压启动斜坡由软启动控制 pin 的 pin 也可以配置为排序和跟踪。漏极开路电源正常信号 表示输出在标称电压的 93% 到 106% 之间。
*附件：tps54541.pdf

宽可调开关频率范围允许优化任一效率 或外部组件尺寸。逐周期电流限制、频率折返和热关断 在过载情况下保护内部和外部组件。

TPS54541 器件采用 10 引脚 4mm × 4mm WSON 封装。

特性

• 轻负载时具有高效率，具有脉冲跳跃 Eco 模式™
• 87mΩ 高侧 MOSFET
• 152μA 工作静态电流和 2μA 关断电流
• 100kHz 至 2.5MHz 可调开关频率
• 与 External Clock 同步
• 轻负载时的低压差，具有集成的 BOOT Recharge FET
• 可调 UVLO 电压和滞后
• UV 和 OV 电源就绪输出
• 可调软启动和排序
• 0.8V 1% 内部电压基准
• 10 引脚 WSON，带导热垫封装
• –40°C 至 150°C TJ工作范围

参数

方框图

一、产品概述

TPS54541是一款由德州仪器（Texas Instruments）生产的宽输入范围（4.5V至42V）、高效率、5A输出的降压（Buck）DC-DC转换器。该转换器集成了高侧MOSFET，采用固定频率电流模式控制，支持软启动、Eco-mode及多种保护功能，适用于工业自动化、车辆配件、USB充电端口及12V和24V工业、汽车和通信电源系统等领域。

二、主要特性

• ‌宽输入电压范围‌：支持4.5V至42V的输入电压。
• ‌高输出电流‌：提供高达5A的连续输出电流。
• ‌集成高侧MOSFET‌：减少外部元件数量，提高系统可靠性。
• ‌可调开关频率‌：开关频率可调范围为100kHz至2.5MHz，优化效率和外部元件尺寸。
• ‌软启动与Eco-mode‌：软启动功能避免上电冲击，Eco-mode在轻载时提高效率。
• ‌多种保护功能‌：包括过压保护、欠压锁定、过热保护及短路保护等。
• ‌高精度内部电压参考‌：提供0.8V 1%精度的内部电压参考。

三、引脚功能

TPS54541的引脚功能包括：

• ‌VIN‌：输入电压引脚。
• ‌EN‌：使能引脚，控制转换器的开启和关闭。
• ‌SS/TR‌：软启动/跟踪引脚，用于实现软启动和电源序列控制。
• ‌RT/CLK‌：频率设置/时钟引脚，用于设置开关频率或同步外部时钟信号。
• ‌FB‌：反馈引脚，连接输出电压的分压电路，实现闭环控制。
• ‌COMP‌：误差放大器输出引脚，用于环路补偿。
• ‌GND‌：接地引脚。
• ‌PWRGD‌：电源好引脚，输出开漏信号，指示输出电压状态。

四、工作模式

• ‌正常工作模式‌：在输入电压和输出负载正常范围内，TPS54541以固定频率电流模式控制输出电压。
• ‌Eco-mode‌：在轻载条件下，自动进入Eco-mode，减少开关次数和功耗。
• ‌软启动模式‌：上电时，通过SS/TR引脚连接的软启动电容缓慢提升输出电压。
• ‌保护功能‌：包括过压保护、欠压锁定、过热保护及短路保护，确保系统稳定运行。

五、应用设计

数据手册提供了详细的应用设计指南，包括如何选择电感、输出电容、输入电容以及如何进行环路补偿设计等。此外，还介绍了如何使用WEBENCH设计软件快速生成定制设计，并提供了布局指南和典型的PCB布局示例，帮助设计师优化电路布局，提高系统性能。

六、封装与订购信息

TPS54541提供10引脚WSON封装选项，具体封装信息和订购代码请参考数据手册的封装选项附录部分。