TPS53314 4.5V 至 25V、6A 同步降压转换器数据手册

TPS53314 是一款 D-CAP™ 模式的 6-A 同步开关，具有 集成 MOSFET。它的设计易于使用，外部低 组件数量和小型封装电源系统。

该器件具有单轨输入支持，一个 20mΩ 和一个 7.5mΩ 集成 MOSFET、精确 1%、0.6V 基准和集成 MOSFET 升压开关。竞争特征的示例包括：大于 96% 最高效率，3 V 至 15 V 宽输入电压范围，极低 外部元件数量，用于超快速瞬态的 D-CAP™ 模式控制， 可选自动跳过和 PWM作，内部软启动控制， 频率可调，无需补偿。
*附件：tps53314.pdf

这 转换输入电压范围为 3 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。

TPS53314 采用 5 mm × 7 mm 40 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：3 V 至 15 V
• VDD 输入电压范围：4.5 V 至 25 V
• 输出电压范围：0.6 V 至 5.5 V
• 5V LDO 输出
• 具有 6A 连续输出电流的集成功率 MOSFET
• <10μA 关断电流
• 自动跳过 Eco 模式，实现轻负载效率
• 具有快速瞬态响应的 D-CAP 模式
• 可选开关频率范围为 250 kHz 至 1 MHz，带外部电阻器
• 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
• 预充电启动能力
• 集成升压开关
• 通过外部电阻器调节过流限制
• 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
• 带 PowerPAD 的 40 引脚 QFN 封装

参数

方框图

1. 产品概述

TPS53314 是一款由德州仪器（Texas Instruments）生产的 6A 降压型 DC-DC 转换器，采用集成开关器和 D-CAP™ 模式控制，专为计算机和其他数字消费应用中的低输出电压点负载设计。

2. 主要特性

• ‌高效能‌：最大效率超过 96%
• ‌宽输入电压范围‌：3V 至 15V
• ‌宽输出电压范围‌：0.6V 至 5.5V
• ‌集成 MOSFET‌：20mΩ 和 7.5mΩ 集成 MOSFET
• ‌超低关断电流‌：<10μA
• ‌快速瞬态响应‌：D-CAP™ 模式控制
• ‌可选开关频率‌：250kHz 至 1MHz
• ‌过流保护‌：可调过流限制
• ‌过热保护‌：热关断保护

3. 应用领域

• 服务器和台式计算机
• 笔记本电脑
• 电信设备

4. 功能描述

• ‌D-CAP™ 模式控制‌：使用输出电容的 ESR 感应设备电流，无需外部相位补偿网络。
• ‌自适应导通时间架构‌：在宽输入和输出电压范围内跟踪预设开关频率。
• ‌自动跳频模式‌：轻载条件下自动减少开关频率以提高效率。
• ‌软启动‌：内部软启动控制，确保输出电压平稳上升。
• ‌电源良好指示‌：开漏电源良好输出，指示输出电压是否在目标范围内。

5. 技术规格

• ‌输入电压范围‌：VIN = 3V 至 15V，VDD = 4.5V 至 25V
• ‌最大输出电流‌：6A
• ‌开关频率‌：可选 250kHz 至 1MHz
• ‌热关断温度‌：典型值 145°C
• ‌工作温度范围‌：-40°C 至 85°C

6. 典型应用电路

文档提供了典型应用电路图，展示了如何使用 TPS53314 设计降压转换器，并详细说明了外部元件的选择和 PCB 布局考虑因素。

7. 外部元件选择

• ‌电感‌：选择具有低 DCR 和足够饱和电流的电感。
• ‌输出电容‌：使用有机半导体电容或特殊聚合物电容时，需满足稳定性和抖动性能要求。使用陶瓷电容时，需采用抖动注入方法增加 VFB 引脚的抖动以实现稳定。
• ‌反馈分压器电阻‌：根据所需输出电压选择合适的 R1 和 R2 值。

8. PCB 布局考虑

• 电源组件（包括输入/输出电容、电感和 TPS53314）应放置在 PCB 的一侧。
• 敏感模拟迹线和组件（如 VFB、PGOOD、TRIP、MODE 和 RF）应远离高压切换节点。
• 输入解耦电容应尽可能靠近 VIN 和 PGND 引脚。
• 反馈分压器的电阻应连接到输出电容的正负节点，且到 VFB 引脚的迹线应短而细。