TPS65282 4.5V 至 18V 输入、4A 输出同步降压转换器数据手册

该 TPS65282 集成了双 N 沟道 MOSFET 电源开关，适用于需要在单个封装中集成双电源开关的 USB 配电系统。它还集成了一个降压单片转换器。该器件旨在为数字电视、机顶盒、平板电脑和 VOIP 电话等应用提供完整的 USB 配电解决方案，这些应用需要精确电流限制或遇到重电容负载或短路。

双通道 100mΩ 独立配电开关使用外部电阻器将输出电流限制在典型值 75mA 和 2.7A 之间的可编程电流限制阈值。在较高的电流限制设置下，电流限制精度可以达到 ±6%。当输出负载超过电流限制阈值时，TPS65282器件通过使用恒流模式将输出电流限制在安全水平。在抗毛刺时间之后，TPS65282通过在过流或反向电压情况下闭锁电源开关来提供断路器功能。两个背靠背的功率 MOSFET 可防止电流在停机时从输出注入到输入。当输出电压被驱动到高于输入端时，内部反向电压比较器会禁用电源开关，以保护开关输入侧的电路正常工作。nFAULT1/2 输出在过流和反向电压情况下断言为低电平。
*附件：tps65282.pdf

降压 DC/DC 转换器集成了功率 MOSFET，以优化功率效率并减少外部元件。4.5V 至 18V 的宽降压输入电源范围涵盖了大多数采用 5V、9V、12V 或 15V 电源总线供电的中间总线电压。峰值电流模式控制简化了补偿和快速瞬态响应。配备使能和软启动引脚，DC/DC 可以精确排序和斜坡上升，以便与系统中的其他电源轨对齐。逐周期过流保护和打嗝模式下运行，可在降压输出短路或过载故障情况下限制 MOSFET 的功率耗散。转换器的开关频率可通过 ROSC 引脚上的外部电阻器在 300 kHz 至 1.4 MHz 范围内进行编程。当 ROSC 引脚连接到 V7V 引脚、悬空或接地时，可以选择默认的固定开关频率。该降压转换器还具有脉冲跳跃模式 （PSM），可降低提供给系统的输入功率损耗，从而在轻负载下实现高效率。

该器件实施内部热关断功能，以便在结温超过 160°C 时保护自身。 当结温超过热跳闸阈值时，热关断会强制器件停止工作。一旦芯片温度降至 140°C 以下，该器件就会重新启动上电序列。热关断滞后为 20°C。

TPS65282 采用 24 引脚热增强型 QFN （RGE） 4mm × 4mm 薄型封装。

特性

• 工作输入电压范围：2.5 V 至 6.5 V
• 具有 100mΩ 导通电阻的集成背靠背功率 MOSFET
• 可调电流限制：
  75 mA - 2.7 A（典型值）
• 1.7 A 时限流精度为 ±6%（典型值）
• 闭锁过流保护版本
• 反向输入-输出电压保护
• 内置软启动
• 电源开关输出引脚上的 4kV HBM 和 200V MM ESD 保护

集成降压 DC/DC 转换器

• 宽输入电压范围：4.5 V 至 18 V
• 最大连续 4A 输出电流
• 反馈参考电压：0.8 V ±1 %
• 可调 300kHz 至 1.4MHz 开关频率
• 轻负载效率下的脉冲跳跃模式
• 可调软启动和跟踪，内置
  1.2ms 内部软启动时间
• 逐周期电流限制
• 输出过压保护
• 电源良好指示灯
• 过温保护
• 24 引脚 QFN （RGE） 4mm × 4mm 封装

参数

1. 概述

TPS65282 是一款集成了双路功率分配开关和同步降压（Buck）DC/DC 转换器的电源管理 IC，适用于 USB 电源分配系统、数字 TV、机顶盒、平板电脑和 VOIP 电话等应用。该器件提供了高精度的电流限制、短路保护和反向电压保护功能。

2. 主要特性

• ‌双路功率分配开关‌：集成双路 N 沟道 MOSFET 功率开关，每路输出电流可编程限制在 75mA 至 2.7A 之间。
• ‌同步降压 DC/DC 转换器‌：集成同步 Buck 转换器，支持 4.5V 至 18V 的宽输入电压范围，最大连续输出电流为 4A。
• ‌高精度电流限制‌：电流限制精度可达 ±6%，提供电路断路器功能。
• ‌多种保护功能‌：包括过流保护、过热保护、反向输入/输出电压保护等。
• ‌可编程开关频率‌：Buck 转换器的开关频率可编程范围为 300kHz 至 1.4MHz。
• ‌脉冲跳跃模式‌：在轻负载条件下自动进入脉冲跳跃模式，提高效率。

3. 应用领域

• USB 端口和集线器
• 数字 TV
• 机顶盒
• 平板电脑
• VOIP 电话

4. 封装选项

• ‌24 引脚 QFN (RGE) 封装‌：尺寸为 4mm x 4mm。

5. 关键规格

• ‌输入电压范围‌：2.5V 至 6.5V（功率分配开关）；4.5V 至 18V（Buck 转换器）。
• ‌输出电压‌：Buck 转换器输出电压可调，反馈参考电压为 0.8V ± 1%。
• ‌输出电流‌：功率分配开关每路最大 2.7A；Buck 转换器最大连续输出电流为 4A。
• ‌开关频率‌：可编程范围为 300kHz 至 1.4MHz。
• ‌软启动时间‌：内置 1.2ms 软启动时间。
• ‌热关断温度‌：160°C，热滞回温度 20°C。

6. 功能描述

• ‌功率分配开关‌：使用外部电阻设置电流限制阈值，提供常电流模式和电路断路器功能。
• ‌Buck 转换器‌：采用峰值电流模式控制，支持固定频率操作和脉冲跳跃模式。内置软启动和电源良好指示功能。
• ‌保护机制‌：包括过流保护、过热保护、反向电压保护等，确保器件在异常条件下安全运行。

7. 布局指南

• ‌输入电容‌：建议在 VIN 引脚附近放置至少 10μF 的低 ESR 陶瓷电容。
• ‌输出电容‌：Buck 转换器的输出电容应尽可能靠近 SW_IN 引脚，以减小寄生电感。
• ‌地平面‌：模拟地和功率地应分开，并在 V7V 旁路电容的负端单点连接。
• ‌热管理‌：暴露的热焊盘应连接到地，并使用尽可能多的热过孔以增强散热。

8. 设计支持

• 提供典型应用电路图和详细设计步骤。
• 包括电感器、输出电容器和输入电容器的选型指南。
• 提供应用曲线和效率图，帮助用户优化设计。

9. 文档和支持

• 包括技术手册、应用简报和社区资源链接。
• 提供 TI E2E™ 在线社区支持，便于工程师之间的协作和问题解决。