TPS65251 4.5V 至 18V 输入、3A/2A/2A 输出、同步三通道降压转换器数据手册

TPS65251 具有 3 个同步宽输入范围高效率降压转换器。这些转换器旨在简化其应用，同时让设计人员可以选择根据目标应用优化其使用。

这些转换器可以在 5V、9V、12V 或 15V 系统中工作，并集成了功率晶体管。可以使用电阻分压器从外部将输出电压设置为介于 0.8 V 和接近输入电源之间的任何值。每个转换器都具有使能引脚，允许延迟启动以进行排序，软启动引脚允许通过选择软启动电容器来调节软启动时间，以及电流限制 （RLIMx） 引脚，使设计人员能够通过选择外部电阻器来调整电流限制并优化电感器的选择。电流模式控制允许进行简单的 RC 补偿。
*附件：tps65251.pdf

转换器的开关频率可以通过连接到 ROSC 引脚的外部电阻器进行设置，也可以在需要时同步到连接到 SYNC 引脚的外部时钟。开关稳压器的设计工作频率范围为 300 kHz 至 2.2 MHz。Buck 1 和Buck 2、3（Buck 2 和 3 同相运行）之间的 180° 异相作可最大限度地降低输入滤波器要求。

TPS65251 具有监控电路，用于监控每个转换器输出。一旦排序完成，PGOOD 引脚被置位，所有 PG 信号都会被报告，并可选择复位时间的结束。PGOOD 信号的极性为高电平有效。

TPS65251 还允许 LOW_P 引脚连接到 V3V，从而具有轻负载脉冲跳跃模式 （PSM）。PSM 模式允许在主机处理器处于待机（低活动）模式时减少提供给系统的输入功率。

特性

• 宽输入电源电压范围（4.5 至 18 V）
• 0.8 V、1% 精度基准
• 连续负载：3 A（降压 1）、
  2 A（降压 2 和 3）
• 最大电流：3.5 A（降压 1）、
  2.5 A（降压 2 和 3）
• 可调开关频率
  300 kHz 至 2.2 MHz，由外部电阻器设置
• 每个 Buck 的专用使能
• 振荡器的外部同步引脚
• 外部使能/排序和软启动引脚
• 由外部电阻器设置的可调电流限制
• 软启动引脚
• 具有简单补偿电路的电流模式控制
• Powergood 公司
• 适用于轻负载的可选低功耗模式作
• VQFN 封装，40 引脚 6 mm × 6 mm RHA 封装

参数

方框图

1. 产品概述

TPS65251是一款高性能的三通道同步降压DC-DC转换器，支持宽输入电压范围（4.5V至18V），每个通道可提供高达3A（通道1）、2A（通道2和3）的连续输出电流。该转换器集成了功率晶体管，采用电流模式控制，并提供了多种保护功能，适用于各种高功率密度应用。

2. 主要特性

• ‌三通道同步降压‌：每个通道独立控制，支持高达3A（通道1）、2A（通道2和3）的连续输出电流。
• ‌宽输入电压范围‌：支持4.5V至18V的输入电压，适用于多种电源系统。
• ‌可调开关频率‌：开关频率可通过外部电阻在300kHz至2.2MHz范围内调整，优化效率和尺寸。
• ‌独立使能和控制‌：每个通道具有独立的使能引脚、软启动引脚和电流限制引脚，提供灵活的控制选项。
• ‌电源良好输出‌：PGOOD引脚监控所有转换器的输出，确保系统稳定后发出信号。
• ‌低功率模式‌：通过LOW_P引脚启用低功率模式，降低轻载时的功耗。
• ‌热保护和过流保护‌：内置热关断和过流保护功能，保护转换器免受损坏。

3. 应用领域

• 机顶盒
• 蓝光DVD播放器
• 数字视频录像机（DVR）
• 数字电视（DTV）
• 汽车音频/视频系统
• 安全摄像头

4. 功能描述

• ‌电流模式控制‌：采用电流模式控制，简化外部频率补偿，实现快速瞬态响应。
• ‌同步整流‌：集成高侧和低侧MOSFET，实现同步整流，提高转换效率。
• ‌软启动‌：内置软启动电路，限制启动时的电流冲击，保护负载。
• ‌电流限制‌：每个通道具有独立的电流限制功能，可通过外部电阻调整。
• ‌电源良好监控‌：PGOOD引脚监控所有转换器的输出，确保所有输出稳定后发出高电平信号。

5. 外部组件选择

• ‌电感‌：根据输出电流和纹波要求选择合适的电感值。
• ‌输出电容‌：选择低ESR的陶瓷电容以减小输出纹波电压。
• ‌输入电容‌：在每个VIN引脚附近放置10μF的陶瓷电容，以减小输入电压纹波。
• ‌自举电容‌：每个BST引脚需要连接一个0.047μF的陶瓷电容，为高侧MOSFET提供门极驱动电压。

6. PCB布局建议

• ‌最小化环路面积‌：将输入电容、电感、输出电容和TPS65251紧密布置在一起，以减小环路面积，降低EMI。
• ‌地平面‌：使用连续的地平面来提供低阻抗的电流返回路径，提高电源完整性和信号完整性。
• ‌散热设计‌：确保TPS65251及其周围的组件有足够的散热空间，避免过热。

7. 封装与订购信息

• ‌封装类型‌：VQFN-40封装，尺寸为6mm x 6mm。
• ‌订购信息‌：具体订购信息请参考数据手册或TI官方网站。

8. 安全与合规

• ‌绝对最大额定值‌：明确列出器件在工作时应避免超过的电气和温度条件。
• ‌热信息‌：提供热阻等热特性参数，帮助设计有效的热管理方案。
• ‌静电放电（ESD）保护‌：提醒用户在处理该器件时采取适当的防静电措施。