TPS54061 具有低 IQ 的 4.7V 至 60V 输入、200mA 同步降压转换器数据手册

TPS54061 器件是一款 60V、200mA 同步降压直流/直流转换器，具有 集成高侧和低侧 MOSFET。电流模式控制提供简单的外部 补偿和灵活的组件选择。非开关电源电流为 90 μA。使用 Enable 引脚，关断电源电流降至 1.4 μA。

为了提高轻负载效率，低侧 MOSFET 在电感 电流为零。
*附件：tps54061.pdf

欠压锁定在内部设置为 4.5 V，但可以使用两个 使能引脚上的 resistors。输出电压启动斜坡由内部 慢启动时间。

可调开关频率范围允许效率和外部组件尺寸 进行优化。频率折返和热关断可在过载期间保护器件 条件。

该TPS54061通过集成 MOSFET、引导充电二极管和 采用小型 3.00 mm × 3.00 mm 热增强型 VSON 封装，最大限度地减少了 IC 占用空间。

特性

• 集成高侧和低侧 MOSFET
• 二极管仿真，提高轻负载
  效率
• 峰值电流模式控制
• 90μA 工作静态电流
• 1.4μA 关断电源电流
• 50kHz 至 1100kHz 可调开关
  频率
• 与 External Clock 同步
• 内部慢启动
• 0.8 V ±1% 电压基准
• 与陶瓷输出电容器或低成本
  铝电解电容器配合使用时保持稳定
• 逐周期电流限制、热保护、OVP 和
  频率折返保护
• VSON-8 封装，3 mm × 3 mm，带导热
  垫
• –40°C 至 150°C 工作结温

参数

方框图

1. 产品概述

TPS54061 是一款宽输入电压范围（4.7V 至 60V）、高效率（200mA 输出时）的同步降压（Buck）DC-DC 转换器。它集成了高侧和低侧 MOSFET，适用于低功率待机或偏置电压供应、工业过程控制、计量和安全系统等应用。

2. 主要特性

• ‌宽输入电压范围‌：4.7V 至 60V。
• ‌高效率‌：在 200mA 输出时表现出高效率。
• ‌低静态电流‌：非切换时的供电电流为 90μA，关机时降至 1.4μA。
• ‌集成 MOSFET‌：内置高侧和低侧 MOSFET，减少外部组件数量。
• ‌可调开关频率‌：50kHz 至 1.1MHz 的可调开关频率，优化效率和外部组件尺寸。
• ‌多种保护功能‌：包括过流保护、热保护、过压保护和欠压锁定（UVLO）。
• ‌陶瓷电容支持‌：稳定支持陶瓷输出电容器或低成本铝电解电容器。
• ‌小封装‌：采用 3mm x 3mm 的 VSON-8 封装，带有散热垫。

3. 功能描述

3.1 控制与调节

• ‌固定频率 PWM 控制‌：使用可调固定频率的峰值电流模式控制，简化外部频率补偿设计。
• ‌电压参考‌：提供精确的 0.8V ± 1% 电压参考，确保输出电压的稳定性。
• ‌慢启动‌：内置慢启动功能，防止启动时产生过大的浪涌电流。
• ‌UVLO 和使能控制‌：通过使能引脚控制转换器的开启和关闭，UVLO 可调以保护转换器免受低电压影响。

3.2 保护机制

• ‌过流保护‌：周期限流保护，防止电流过大损坏转换器。
• ‌热保护‌：内置热关断功能，当结温超过 176°C 时自动关断。
• ‌过压保护‌：监测输出电压，防止电压过高损坏负载。

3.3 集成特性

• ‌二极管仿真‌：轻载时，低侧 MOSFET 仿真二极管，提高效率。
• ‌外部时钟同步‌：RT/CLK 引脚支持外部时钟同步，方便多转换器协同工作。

4. 应用与实现

4.1 典型应用

• 低功率待机或偏置电压供应。
• 4-20mA 电流环路供电传感器。
• 工业过程控制、计量和安全系统。

4.2 设计指南

提供了详细的设计步骤和公式，包括选择开关频率、电感器、输出电容器、输入电容器、启动电容以及反馈电阻等。同时，还提供了连续导通模式（CCM）和不连续导通模式（DCM）下的设计示例和应用曲线，帮助用户快速完成设计。

5. 封装与订购信息

采用 VSON-8 封装，尺寸为 3mm x 3mm，带有散热垫。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. 布局建议

• 输入旁路电容应尽可能靠近 VIN 引脚，以减小环路面积。
• 输出电感应靠近 PH 引脚，以减小电容性耦合。
• RT/CLK 引脚对噪声敏感，电阻应尽可能靠近 IC 并使用最短的走线。

7. 注意事项

• 在设计过程中，应充分考虑输入电压的滤波和调节，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。