TPS62650-Q1 汽车级 2.3V 至 5.5V、6MHz 固定频率 800mA 降压转换器数据手册

TPS62650-Q1 器件是一款高频同步降压 DC-DC 转换器 针对电池供电的便携式应用进行了优化。该 TPS62650-Q1 支持高达 800mA 的负载电流，并允许使用小型、低成本电感器和 电容器。

该器件非常适合由一个 单节锂离子电池。输出电压范围可通过 我^2^C 接口低至 0.75 V，该器件支持低压内核电源 用于智能手机和手持式计算机中的 DSP 和处理器的耗材。
*附件：tps62650-q1.pdf

TPS62650-Q1 以 6MHz 的稳压开关频率运行，并进入 效率优化的省电模式在轻负载电流下运行，以保持高效率 在整个负载电流范围内。在关断模式下，电流消耗降低至 小于 3.5 μA。

串行接口兼容 Standard、Fast/Fast Plus 和 High-Speed 模式 我^2^C 规范允许以高达 3.4 Mbps 的速度传输。这 通信接口用于动态电压调节，电压阶跃低至 12.5 mV，用于 设置输出电压或重新编程作模式（PFM/PWM 或强制 PWM），用于 实例。

特性

• 适用于汽车应用
• 符合 AEC-Q100 标准，结果如下：
  • 器件温度等级 2：-40°C 至 +105°C 环境工作
    温度范围
  • 器件 HBM ESD 分类等级 H2
  • 器件 CDM ESD 分类等级 C3B
• 6MHz 工作频率时效率为 86%
• 38μA 静态电流
• 宽 V在范围：2.3 V 至 5.5 V
• 6MHz 稳频工作频率
• 负载和线路瞬态
• ±2% PWM 直流电压精度
• 自动 PFM/PWM 模式切换
• 低纹波轻负载 PFM
• 我^2^C 兼容接口高达 3.4 Mbps
• 引脚可选输出电压 （VSEL）
• 内部软启动，<150μs 启动时间
• 电流过载和热关断保护
• 需要三个表面贴装外部元件（1 个 MLCC 电感器、
  2 个陶瓷电容器）
• 完整的 1 mm 以下元件轮廓解决方案
• 总解决方案尺寸 <13 mm^2^
• 采用 9 引脚 NanoFree （CSP） 封装

参数

方框图

1. 产品概述

TPS62650-Q1 是一款由 Texas Instruments 生产的 800mA、6MHz 高效率同步降压直流-直流转换器，专为电池供电的便携式应用设计。该转换器具有 I²C 兼容接口，支持动态电压调整，适用于智能手机、微处理器核心供电等场景。

2. 主要特性

• ‌高效率‌：在 6MHz 操作下可达 86%
• ‌小封装‌：采用 9 引脚 NanoFree™ (CSP) 封装，总解决方案尺寸小于 13mm²
• ‌宽输入电压范围‌：2.3V 至 5.5V
• ‌输出电压可调‌：通过 I²C 接口或 VSEL 引脚在 0.75V 至 1.4375V 范围内调整
• ‌低静态电流‌：38μA（典型值）
• ‌自动 PFM/PWM 模式切换‌：根据负载电流自动切换工作模式以优化效率
• ‌I²C 接口‌：支持标准、快速及高速模式，最高传输速率可达 3.4Mbps

3. 功能描述

3.1 PFM/PWM 模式切换

• 在重载条件下，TPS62650-Q1 以 6MHz 的固定频率 PWM 模式工作。
• 在轻载条件下，自动切换到 PFM 模式以降低静态电流并提高效率。

3.2 I²C 接口

• 通过 I²C 接口可以动态调整输出电压，设置工作模式（PFM/PWM 或强制 PWM），以及监控电源状态。
• I²C 接口支持标准、快速、快速+和高速模式，兼容性好，传输速率高。

3.3 保护功能

• ‌过流保护‌：集成 P-通道 MOSFET 电流限制，防止短路和过载。
• ‌热关断‌：当结温超过 140°C 时自动关断以保护芯片。
• ‌欠压锁定‌：防止在低输入电压下误操作。

3.4 软启动

• 内置软启动电路，限制启动时的浪涌电流，保护输入电源和负载。

4. 应用领域

• 智能手机和平板电脑
• 微处理器和 DSP 核心供电
• 便携式医疗设备
• 任何需要高效率、小尺寸 DC/DC 转换器的电池供电应用

5. 设计指南

文档提供了详细的设计指南，包括：

• ‌电感选择‌：推荐电感值范围为 0.3μH 至 1.3μH，具体值需根据输出电流和纹波要求确定。
• ‌输出电容选择‌：推荐使用低 ESR 的陶瓷电容，容值范围为 4.7μF 至 10μF。
• ‌布局考虑‌：强调输入电容、电感和输出电容应尽可能靠近 IC 引脚，以减少寄生电感和电阻。
• ‌I²C 接口设计‌：提供了 I²C 总线布局和布线指南，以确保通信可靠性。

6. 封装与订购信息

TPS62650-Q1 提供 9 引脚 CSP 封装（YFF），具体封装类型和可订购信息请参考数据手册中的“封装选项附录”部分。

7. 注意事项

• 在设计过程中，应仔细选择合适的电感、电容和布局方案，以确保电路的稳定性和性能。
• 使用 I²C 接口进行编程和监控时，应遵循 I²C 总线规范，确保通信正常。
• 在高温或高功率应用场合，应注意散热设计，以防止芯片过热损坏。