TPS53513 1.5V 至 18V、8A 同步 SWIFT™ 降压转换器数据手册

TPS53513 器件是一款小型同步降压转换器，具有自适应导通时间 D-CAP3 控制模式。该器件易于使用，外部元件数量少，适用于注重空间的电源系统。

该器件具有高性能集成 MOSFET、精确的 0.5% 0.6V 基准和集成升压开关。具有竞争力的特性包括极少的外部元件数量、快速负载瞬态响应、自动跳跃模式作、内部软启动控制以及无需补偿。
*附件：tps53513.pdf

强制连续导通模式 （FCCM） 有助于满足高性能 DSP 和 FPGA 严格的电压调节精度要求。TPS53513器件采用 28 引脚 VQFN 封装，额定环境温度范围为 –40°C 至 +85°C。

特性

• 具有 8A 连续输出电流的集成
  13.8mΩ 和 5.9mΩ MOSFET
• 支持所有陶瓷输出电容器
• 参考电压 600 mV ±0.5% 容差
• 输出电压范围：0.6 V 至 5.5 V
• 具有快速负载阶跃响应的 D-CAP3™ 控制模式
• 自动跳过 Eco 模式™可实现高轻负载效率
• FCCM 满足严格的输出纹波和电压要求
• 8 种可选频率设置，范围为
  250 kHz 至 1 MHz
• 预充电启动能力
• 内置输出放电电路
• 漏极开路电源就绪输出
• 3.5 mm × 4.5 mm、28 引脚 VQFN 封装

参数

方框图

一、产品概述

TPS53513是一款由德州仪器（Texas Instruments）生产的8A同步降压（Step-Down）SWIFT™转换器，适用于1.5V至18V的输入电压范围（带4.5V至25V偏置）。该产品集成了高性能的MOSFETs，具有低外部元件需求、快速负载瞬态响应和自动跳频模式等特点，适用于服务器和云计算点负载（POL）、宽带、网络和光通信基础设施等应用场景。

二、主要特性

• ‌高集成度‌：集成13.8mΩ和5.9mΩ的MOSFETs，支持8A连续输出电流。
• ‌宽输入电压范围‌：支持1.5V至18V的输入电压（带4.5V至25V偏置）。
• ‌输出电压可调‌：输出电压范围为0.6V至5.5V，可通过外部电阻分压器调整。
• ‌快速瞬态响应‌：采用D-CAP3™控制模式，实现快速负载瞬态响应。
• ‌高效节能‌：支持自动跳频模式（Auto-Skip Eco-Mode™），提高轻载效率。
• ‌多种保护功能‌：包括过流保护、过压保护、欠压锁定（UVLO）、热关断等。
• ‌紧凑封装‌：采用3.5mm × 4.5mm的28引脚VQFN封装。

三、引脚功能

TPS53513的引脚功能包括：

• ‌VIN‌：转换电源电压输入引脚。
• ‌VDD‌：控制器电源电压输入引脚。
• ‌VREG‌：5V LDO输出，为内部电路和栅极驱动器供电。
• ‌SW‌：功率转换器的输出开关端子，连接输出电感。
• ‌FB‌：反馈电压输入引脚，用于输出电压调节。
• ‌MODE‌：设置强制连续导通模式（FCCM）或跳频模式，并选择D-CAP3模式的斜坡系数。
• ‌PGOOD‌：开漏电源正常状态信号输出引脚。
• ‌EN‌：使能引脚，控制转换器的开启和关闭。
• ‌RF‌：SW频率配置引脚，通过连接电阻分压器设置不同的SW频率。
• ‌NC‌：未连接引脚，内部悬空。
• ‌PGND‌：功率地引脚，连接内部低侧MOSFET的返回路径。
• ‌GND‌：模拟地引脚，连接未使用的内部电路。

四、工作原理

TPS53513采用自适应导通时间D-CAP3控制模式，通过内部斜坡生成电路和电压反馈信号来调节输出电压。在负载瞬态期间，D-CAP3控制模式能够快速响应并维持输出电压稳定。产品还支持自动跳频模式，在轻载条件下自动降低开关频率以提高效率。此外，TPS53513还集成了多种保护功能，确保在过流、过压、欠压等异常情况下能够安全关断。

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、输入电容以及电阻分压器等元件，如何进行环路补偿设计，以及如何配置MODE、RF和EN等引脚以实现所需的功能。此外，还介绍了典型应用电路和PCB布局指南，以帮助设计师实现优化的电源解决方案。

六、封装与订购信息

TPS53513提供28引脚VQFN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。