TPS54020 具有异相同步功能的 4.5V 至 17V、10A 同步 SWIFT™ 降压转换器数据手册

TPS54020 是一款 10A、4.5V 至 17V 输入 SWIFT 转换器。创新的 3.5 mm × 3.5 mm HotRod 封装优化了高密度降压设计。TPS54020 是一个功能齐全的转换器。

通过高侧和低侧 MOSFET 的创新集成和封装实现高效率。TPS54020在较高负载条件下以连续电流模式 （CCM） 运行，并在跳过脉冲的同时转换为 Eco 模式，以提高轻负载时的效率。
*附件：tps54020.pdf

两个 MOSFET 上的电流限制提供器件和系统保护。高侧 MOSFET 中的逐周期电流限制可防止过载情况。低侧 MOSFET 零电流检测在轻负载下工作时关闭低侧 MOSFET。三个可选的电流限制阈值使其非常适合各种应用。还可以选择打嗝或逐周期过流保护方案。

当芯片温度超过热关断跳变点时，热关断保护会禁用开关，并在内置热滞后和关断打嗝时间后启用开关。

特性

• –40°C 至 +150°C 工作结温范围
• 集成 8mΩ 和 6mΩ MOSFET
• 热增强型 3.5 mm × 3.5 mm HotRod™ 封装
• 峰值电流模式控制
• Eco 模式™脉冲跳跃可实现更高的效率
• 两个 MOSFET 的过流保护
• 可选择的过流保护方案
• 可选择的过流保护级别
• 分离电源轨：PVIN 上为 1.6 V 至 17 V
• 0.6V 电压基准，精度为 ±1%
• 200kHz 至 1.2MHz 开关频率
• 与外部时钟同步
• 启动至预偏置输出
• 过热和过压保护
• 可调软启动和电源排序
• 用于欠压和过压的电源正常输出监视器
• SYNC_OUT功能提供 180° 异相输出时钟信号

参数

方框图

1. 产品概述

TPS54020是一款小型、高效的同步降压转换器，支持4.5V至17V的宽输入电压范围，最大输出电流可达10A。它集成了8mΩ和6mΩ的MOSFET，采用热增强的3.5mm x 3.5mm HotRod™封装，适用于无线基础设施、有线通信设备、测试测量、航空航天和国防等应用。

2. 主要特性

• ‌宽输入电压范围‌：4.5V至17V。
• ‌高效率‌：采用Eco-mode™脉冲跳跃技术，在轻载条件下提高效率。
• ‌集成MOSFET‌：内置高侧和低侧MOSFET，降低外部组件数量。
• ‌热增强封装‌：3.5mm x 3.5mm HotRod™封装，优化高密度设计。
• ‌过流保护‌：提供可选的过流保护方案和水平。
• ‌多种保护功能‌：包括过温保护、过压保护、软启动和电源排序等。
• ‌灵活的配置选项‌：如可调的软启动时间、电源良好输出监视和SYNC_OUT功能。

3. 应用领域

• 无线基础设施和有线通信设备
• 测试和测量设备
• 航空航天和国防应用
• DSP和FPGA点载工业应用

4. 功能描述

• ‌ Eco-mode™ ‌：在轻载条件下自动进入脉冲跳跃模式，提高效率。
• ‌过流保护‌：提供周期性的过流保护和可选的打嗝模式（hiccup mode）。
• ‌软启动‌：通过SS引脚控制输出电压启动斜坡，实现可选的软启动时间。
• ‌电源排序‌：通过配置EN和PWRGD引脚实现电源排序。
• ‌SYNC_OUT功能‌：提供与外部时钟180°异相的输出时钟信号。

5. 电气特性

• ‌输入电压范围‌：4.5V至17V（VIN），1.6V至17V（PVIN）。
• ‌输出电压范围‌：0.6V至17V，可调。
• ‌开关频率‌：200kHz至1.2MHz，可调。
• ‌效率‌：在多种负载和输入电压条件下表现出高效率。

6. 设计指南

• ‌电感选择‌：提供了电感值计算公式和选择指南，考虑了电感纹波电流和饱和电流。
• ‌输出电容选择‌：基于输出电压纹波、负载瞬态响应和电容器ESR进行选择。
• ‌环路补偿‌：支持II型和III型频率补偿电路，提供了设计步骤和组件计算公式。
• ‌PCB布局‌：强调了关键信号路径的布局要求，包括输入旁路电容、地平面连接和开关节点布线。

7. 封装与订购信息

• 提供了15引脚VQFN-HR（RUW）封装选项。
• 详细说明了封装尺寸、引脚配置和订购代码。