TPS53353 具有节能模式的高效 1.5V 至 15V、20A 同步 SWIFT™ 降压转换器数据手册

TPS53353 是一款 D-CAP™ 模式、20 A 同步开关，带有集成 MOSFET。它专为易用性、低外部组件数量和节省空间的电源系统而设计。

该器件具有 5.5mΩ/2.2mΩ 集成 MOSFET、精确的 1%、0.6V 基准电压源和集成升压开关。具有竞争力的功能示例包括：1.5 V 至 15 V 的转换输入电压范围、极低的外部元件数量、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：tps53353.pdf

转换输入电压范围为 1.5 V 至 15 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。

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

TPS548B28 是一款较新的 20A 器件，专为数据中心应用而设计，采用更小的无铅封装。

特性

• 转换输入电压范围：1.5 V 至 15 V
• VDD 输入电压范围：4.5 V 至 25 V
• 20 A 时，12 V 至 1.5 V 的效率为 92%
• 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 20 A 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
• < 10μA 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，可选开关频率为 250 kHz 至 1 MHz
• 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
• 预充电启动能力
• 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
• 漏极开路电源正常指示
• 采用 NexFET™ 电源块技术
• 带 PowerPAD™ 的 22 引脚 QFN 封装

参数

方框图

1. 产品概述

TPS53353 是一款由 Texas Instruments 生产的高效率 20A 同步降压 SWIFT™ 转换器，集成了 Eco-mode™ 功能，适用于企业机架服务器、存储、有线网络交换机和路由器以及 ASIC、SoC、FPGA、DSP 核心和 I/O 电压等应用。

2. 主要特性

• ‌高效率‌：在 12V 至 1.5V 的转换下，20A 输出时效率可达 92%。
• ‌宽输入电压范围‌：1.5V 至 15V。
• ‌宽输出电压范围‌：0.6V 至 5.5V。
• ‌集成 MOSFET‌：具有 20A 的连续输出电流能力。
• ‌ Eco-mode™ ‌：自动跳变模式，提高轻载效率。
• ‌快速瞬态响应‌：采用 D-CAP™ 模式控制。
• ‌多功能选择‌：可选开关频率（250kHz 至 1MHz）、可选自动跳变或 PWM-only 操作。
• ‌保护功能‌：过流限制、过压、欠压、UVLO 和过热保护。

3. 功能描述

• ‌5V LDO 输出‌：为内部模拟电路和驱动电路供电。
• ‌D-CAP™ 模式控制‌：利用输出电容的等效串联电阻（ESR）感应设备电流，无需外部相位补偿网络。
• ‌自适应导通时间控制‌：通过前馈输入和输出电压到导通时间定时器，实现伪恒定频率操作。
• ‌软启动和模式选择‌：通过 MODE 引脚选择自动跳变模式或强制连续导通模式（FCCM），并设置软启动时间。
• ‌过流保护‌：具有逐周期过流限制控制，支持温度补偿的 MOSFET RDS(on) 感应。
• ‌热关断‌：当温度超过阈值（通常为 145°C）时自动关断。

4. 典型应用

文档提供了详细的典型应用电路图，包括输入/输出电容、电感、反馈电阻和过流设置电阻的选择指南。同时，还讨论了如何根据具体需求调整开关频率、软启动时间和输出电压等参数。对于使用陶瓷输出电容的设计，文档还提供了额外的稳定性考虑和组件选择指南。

5. 布局与热设计

• ‌布局指南‌：建议将功率组件（包括输入/输出电容、电感和 TPS53353）放置在 PCB 的一侧，并使用内层作为接地平面以屏蔽和隔离小信号迹线。敏感模拟迹线和组件应远离高压开关节点。
• ‌热设计‌：讨论了如何通过优化 PCB 布局和散热能力来增强热性能，包括使用热过孔和散热垫等。

6. 文档与支持

文档包含了详细的技术规格、应用指南、布局与热设计指南以及相关的技术支持链接和社区资源。用户可以通过 TI 提供的 WEBENCH® 工具进行自定义设计，并利用 TI 的各种资源来优化设计和解决问题。