TPS53319 具有节能模式的 1.5V 至 22V、14A 同步降压转换器数据手册

TPS53318 和 TPS53319 器件是 D-CAP 模式、带集成 MOSFET 的 8A 或 14A 同步开关。它们专为易用性、低外部元件数量和节省空间的电源系统而设计。

这些器件具有精确的 1%、0.6V 基准电压和集成升压开关。具有竞争力的功能示例包括：1.5V 至 22V 宽转换输入电压范围、极低的外部组件数量、用于超快速瞬态的 D-CAP™ 模式控制、自动跳跃模式作、内部软启动控制、可选频率，并且无需补偿。
*附件：tps53319.pdf

转换输入电压范围为 1.5 V 至 22 V，电源电压范围为 4.5 V 至 25 V，输出电压范围为 0.6 V 至 5.5 V。

这些器件采用 5 mm x 6 mm、22 引脚 QFN 封装，额定温度范围为 –40°C 至 85°C。

特性

• 转换输入电压范围：1.5 V 至 22 V
• VDD 输入电压范围：4.5 V 至 25 V
• 14 A 时，12 V 至 1.5 V 的效率为 91%
• 输出电压范围：0.6 V 至 5.5 V
• 5V LDO 输出
• 支持单轨输入
• 具有 8 A （TPS53318） 或 14 A （TPS53319） 连续输出电流的集成功率 MOSFET
• 自动跳过 Eco 模式™，实现轻负载效率
• < 110 μA 关断电流
• 具有快速瞬态响应的 D-CAP™ 模式
• 使用外部电阻器时，可选择 250 kHz 至 1 MHz 的开关频率
• 可选择自动跳过或仅 PWM作
• 内置 1% 0.6V 基准
• 0.7ms、1.4ms、2.8ms 和 5.6ms 可选内部电压伺服软启动
• 集成升压开关
• 预充电启动功能
• 带热补偿的可调过流限制
• 过压、欠压、UVLO 和过热保护
• 支持所有陶瓷输出电容器
• 漏极开路电源良好指示
• 采用 NexFET™ 电源块技术
• 带 PowerPAD™ 的 22 引脚 QFN （DQP） 封装

参数

1. 产品概述

TPS53319 是一款高效率、8A 或 14A（TPS53318 为 8A）同步降压（Buck）转换器，采用 D-CAP™ 模式控制，支持宽输入电压范围（1.5V 至 22V），适用于服务器、存储、工作站、桌面计算机以及电信基础设施等应用。

2. 主要特性

• ‌宽输入电压范围‌：1.5V 至 22V 的转换输入电压范围，4.5V 至 25V 的 VDD 输入电压范围。
• ‌高效率‌：在 12V 至 1.5V 的转换中，14A 输出时效率可达 91%。
• ‌高输出电流‌：提供 8A（TPS53318）或 14A（TPS53319）的连续输出电流。
• ‌D-CAP™ 模式控制‌：结合自适应导通时间架构，实现超快瞬态响应。
• ‌ Eco-mode™ ‌：轻载时自动跳过周期，提高效率。
• ‌低关机电流‌：小于 110μA 的关机电流。
• ‌多重保护‌：包括过流保护、过压保护、欠压保护、过温保护等。
• ‌陶瓷电容支持‌：支持所有陶瓷输出电容器。

3. 功能描述

3.1 控制与保护

• ‌自适应导通时间 D-CAP™ 控制‌：无需外部补偿组件，实现快速瞬态响应。
• ‌软启动‌：提供 0.7ms、1.4ms、2.8ms 和 5.6ms 可选的内部电压伺服软启动。
• ‌过流保护‌：具有周期限流、热补偿和短路保护功能。
• ‌过压与欠压保护‌：监测反馈电压，防止输出电压超出设定范围。
• ‌过温保护‌：监测内部结温，超过阈值时自动关断。

3.2 启动与操作模式

• ‌预充电启动能力‌：允许在输出电容器预充电的情况下平滑启动。
• ‌可选操作模式‌：支持自动跳过 Eco-mode™ 或仅 PWM 操作模式。
• ‌电源良好指示‌：开漏输出，指示输出电压是否在目标范围内。

3.3 集成特性

• ‌5V LDO 输出‌：为内部模拟电路和驱动电路供电。
• ‌集成升压开关‌：简化设计，减少外部组件数量。
• ‌可选开关频率‌：通过外部电阻选择 250kHz 至 1MHz 的开关频率。

4. 应用与实现

4.1 典型应用

适用于需要高效率、高密度电源供应的计算和数字消费类应用，如服务器、存储系统、工作站和桌面计算机等。

4.2 设计指南

提供了详细的设计步骤和公式，包括选择操作模式、软启动时间、开关频率、电感器、输出电容器、反馈电阻以及过流设置电阻等。同时，还提供了使用陶瓷输出电容器的设计和冗余过压保护功能的实现方法。

5. 封装与订购信息

采用 22 引脚 QFN（DQP）封装，尺寸为 5mm x 6mm，工作温度范围为 -40°C 至 85°C。提供了多种可订购选项，具体可参考数据手册中的“机械、封装和可订购信息”部分。

6. 注意事项

• 在布局时，应遵循提供的布局指南，以减少噪声和提高性能。
• 在设计过程中，应充分考虑输入电压的调节和滤波，以确保转换器的稳定运行。
• 在实际应用中，应根据具体需求调整设计参数，并进行充分的测试和验证。