TPS65251-3 4.5V 至 18V 输入、3A/2A/2A 输出、同步三通道降压转换器数据手册

TPS65251-x 具有三个同步宽输入范围、高效率降压转换器。这些转换器旨在简化其应用，同时让设计人员可以选择根据目标应用优化其使用。

这些转换器可以在 5V、9V、12V 或 15V 系统中工作，并集成了功率晶体管。可以使用电阻分压器从外部将输出电压设置为介于 0.8 V 和接近输入电源之间的任何值。每个转换器都有一个使能引脚，允许延迟启动以进行排序，软启动引脚允许通过选择软启动电容器来调节软启动时间，以及一个电流限制 （RLIMx） 引脚，使设计人员能够通过选择外部电阻器来调整电流限制并优化电感器的选择。电流模式控制允许进行简单的 RC 补偿。
*附件：tps65251-3.pdf

转换器的开关频率可以通过连接到 ROSC 引脚的外部电阻器来设置，也可以在需要时同步到连接到 SYNC 引脚的外部时钟。开关稳压器的设计工作频率范围为 300 kHz 至 2.2 MHz。Buck 1 和Buck 2、3（Buck 2 和 3 同相运行）之间的 180° 异相作可最大限度地降低输入滤波器要求。

TPS65251-x 具有监控电路，用于监控每个转换器输出。当 sequencing 完成时，PGOOD 引脚被置位，所有 PG 信号被报告，并可选择复位时间的结束。PGOOD 信号的极性为高电平有效。

所有转换器均具有自动低功耗脉冲 PFM 跳跃模式，可提高轻负载和待机作期间的效率，同时确保极低的输出纹波，从而在低输出电压下允许值小于 2%。

特性

• 宽输入电源电压范围（4.5 至 18 V）
• 输出范围：0.8 V 至 V 在 – 1 伏
• 连续负载：3 A（降压 1）、2 A（降压 2 和 3）
• 最大电流：3.5 A（降压 1）、2.5 A（降压 2 和 3）
• 可调开关频率 300 kHz 至 2.2 MHz，由外部电阻器设置
• 每个 buck 的专用使能
• 振荡器的外部同步引脚
• 由外部电阻器设置的可调电流限制
• 软启动引脚
• 电流模式控制，带简单补偿电路
• 电源正常
• 自动 PFM/PWM作
• VQFN 封装，40 引脚 6mm × 6mm RHA

参数

一、产品概述

TPS65251-3 是一款高性能的三通道同步降压 DC/DC 转换器，集成了三个独立的降压转换器（Buck 1、Buck 2 和 Buck 3），专为需要高电流和宽输入电压范围的应用而设计。该器件支持 4.5V 至 18V 的输入电压，具有高效率、低噪声、快速瞬态响应以及多种保护功能。

二、主要特性

• ‌三通道同步降压‌：集成三个独立的同步降压转换器，分别支持不同的输出电流和电压需求。
• ‌宽输入电压范围‌：支持 4.5V 至 18V 的输入电压，适用于多种电源系统。
• ‌高电流输出‌：Buck 1 支持高达 3A 的连续输出电流，Buck 2 和 Buck 3 支持高达 2A 的连续输出电流。
• ‌可调开关频率‌：开关频率可通过外部电阻调整，范围从 300kHz 到 2.2MHz。
• ‌独立控制‌：每个降压转换器具有独立的使能、软启动和电流限制功能。
• ‌低功耗模式‌：支持自动脉冲频率调制（PFM）和脉冲宽度调制（PWM）模式切换，以提高轻载和待机模式下的效率。
• ‌多种保护功能‌：包括过流保护、过压保护、欠压锁定（UVLO）和热关断等。

三、应用领域

TPS65251-3 适用于多种需要高效电源管理的应用，包括但不限于：

• 数字电视（DTV）
• 蓝光 DVD 播放器
• 数字视频录像机（DVR）
• 数字机顶盒
• 车载音视频系统
• 安全摄像头

四、功能描述

1. 多通道同步降压转换

TPS65251-3 集成了三个独立的同步降压转换器，每个转换器都可以根据需求设置不同的输出电压和电流限制。这种设计提供了极大的灵活性，使其能够适应多种复杂的电源系统。

2. 可调开关频率

用户可以通过连接外部电阻到 ROSC 引脚来调整 TPS65251-3 的开关频率。较高的开关频率有助于减小输出滤波器的尺寸，但可能会增加开关损耗；而较低的开关频率则可以降低开关损耗，但可能需要更大的输出滤波器。因此，用户可以根据具体应用需求选择合适的开关频率。

3. 低功耗模式

TPS65251-3 支持自动 PFM/PWM 模式切换，以在轻载和待机模式下提高效率并降低功耗。在 PFM 模式下，转换器会在需要时跳过一些开关周期，从而减小开关损耗；而在 PWM 模式下，则通过调整占空比来保持稳定的输出电压。

4. 保护功能

• ‌过流保护‌：当输出电流超过设定的限制时，对应的降压转换器会自动关闭以保护器件不受损坏。
• ‌过压保护‌：当输出电压超过设定的限制时，所有降压转换器都会自动关闭以防止损坏。
• ‌ 欠压锁定（UVLO） ‌：当输入电压低于设定的阈值时，所有降压转换器都会自动关闭以防止不稳定操作。
• ‌热关断‌：当器件温度超过设定的限制时，所有降压转换器都会自动关闭以防止过热损坏。

五、封装与热性能

TPS65251-3 采用 VQFN 40 引脚封装，尺寸为 6mm x 6mm，具有良好的热性能。数据手册中提供了详细的热阻信息，以帮助用户进行热设计和散热处理。

六、设计指南

1. 输出电压设置

用户可以通过调整反馈电阻分压器的比例来设置所需的输出电压。数据手册中提供了详细的输出电压设置公式和步骤。

2. 补偿电路设计

为了确保系统的稳定性，用户需要设计合适的补偿电路。数据手册中提供了详细的补偿电路设计指南和示例电路，以帮助用户进行设计。

3. 布局与接地

良好的 PCB 布局和接地设计对于提高 TPS65251-3 的性能至关重要。用户应遵循数据手册中的布局和接地指南，将输入电容、输出电容和电感等关键元件尽量靠近 TPS65251-3 的相应引脚，并保持模拟电路和数字电路的分离以避免相互干扰。