TPS5450-Q1 汽车级 5.5V 至 36V、5A 降压转换器数据手册

TPS5450-Q1 是一款高输出电流 PWM 转换器，集成了低电阻高压侧 N 沟道 MOSFET。具有所列特性的基板包括一个高性能电压误差放大器，可在瞬态条件下提供严格的电压调节精度，一个欠压锁定电路，以防止在输入电压达到 5.5 V 之前启动，一个内部设置的慢启动电路，以限制浪涌电流，以及一个电压前馈电路，以改善瞬态响应。使用 ENA 引脚时，关断电源电流通常降至 18 μA。其他特性包括高电平有效使能、过流限制、过压保护和热关断。为了降低设计复杂性和外部元件数量，TPS5450-Q1 反馈回路进行了内部补偿。
*附件：tps5450-q1.pdf

TPS5450-Q1 器件采用热增强型 8 引脚 SOIC PowerPAD™ 封装。TI 提供评估模块和软件工具，以帮助实现高性能电源设计，以满足紧迫的设备开发周期。

特性

• 适用于汽车应用
• 宽输入电压范围：5.5 V 至 36 V
• 高达 5A 的连续（6A 峰值）输出电流
• 通过 110mΩ 集成 MOSFET 开关实现高于 90% 的高效率
• 宽输出电压范围：可调电压低至 1.22 V，初始精度为 1.5%
• 内部补偿最大限度地减少了外部零件数量
• 固定 500kHz 开关频率，适用于小尺寸滤波器
• 18μA 关断电源电流
• 通过输入电压前馈改善线路调节和瞬态响应
• 系统受到过流限制、过压保护和热关断保护
• –40°C 至 125°C 工作结温范围
• 采用小型耐热增强型 8 引脚 SOIC PowerPAD™ 封装

参数

方框图

1. 产品概述

• ‌产品名称‌：TPS5450-Q1
• ‌类型‌：5.5-V至36-V，5-A降压转换器（Buck Converter）
• ‌应用‌：高密度点负载调节器、LCD/等离子显示器、电池充电器、12-V/24-V分布式电源系统
• ‌特点‌：
  • 适用于汽车应用
  • 宽输入电压范围：5.5V至36V
  • 高达5A连续输出电流（6A峰值）
  • 高效率（>90%）
  • 110-mΩ集成MOSFET开关
  • 输出电压可调至1.22V，初始精度±1.5%
  • 内部补偿，减少外部元件数量
  • 固定500kHz开关频率
  • 18µA关断供电电流
  • 输入电压前馈，改善线路调节和瞬态响应
  • 过流限制、过压保护和热关断保护
  • -40°C至125°C工作温度范围
  • 8引脚SOIC PowerPAD™封装，热增强型

2. 功能描述

2.1 振荡器频率

• 内部自由运行振荡器设定PWM开关频率为500kHz。

2.2 电压参考

• 电压参考系统产生一个精确的参考信号，通过温度稳定的带隙电路进行缩放。

2.3 使能（ENA）与内部软启动

• ENA引脚提供稳压器的电气开关控制。当ENA引脚电压低于阈值时，稳压器停止切换并进入关断模式。
• 内部软启动电路限制启动时的涌入电流。

2.4 欠压锁定（UVLO）

• UVLO电路防止输入电压过低时稳压器启动。

2.5 输出反馈（VSENSE）与内部补偿

• 输出电压通过外部电阻分压器反馈至VSENSE引脚。
• 内部采用III型补偿网络，确保稳定性。

2.6 电压前馈

• 电压前馈提供恒定的DC功率级增益，改善瞬态响应。

2.7 PWM控制

• 采用固定频率PWM控制方法，通过比较反馈电压和斜坡电压来调节占空比。

2.8 过流限制

• 通过检测高侧MOSFET的漏源电压实现过流限制。

2.9 过压保护（OVP）

• OVP电路防止输出电压过冲。

2.10 热关断

• 热关断电路防止芯片过热。

3. 引脚配置与功能

• ‌BOOT‌：自举电容连接点
• ‌NC‌：不连接
• ‌VSENSE‌：反馈电压输入
• ‌ENA‌：使能输入
• ‌GND‌：地
• ‌VIN‌：输入电压
• ‌PH‌：高侧MOSFET源极，连接外部电感和二极管
• ‌PowerPAD‌：裸露焊盘，必须连接至地平面

4. 电气特性

• ‌输入电压范围‌：5.5V至36V
• ‌输出电压范围‌：可调至1.22V
• ‌静态电流‌：典型值4.4mA（非切换状态）
• ‌关断供电电流‌：典型值18µA
• ‌UVLO启动阈值‌：5.3V
• ‌UVLO滞后电压‌：330mV
• ‌电流限制‌：5.7A至9.0A
• ‌热关断阈值‌：135°C至162°C

5. 应用信息

5.1 典型应用电路

• 提供了12V至5V转换的典型应用电路图。

5.2 设计步骤

• 包括输入/输出电容、电感、自举电容、输出分压电阻等组件的选择方法。
• 推荐使用WEBENCH® Power Designer进行自定义设计。

6. 布局指南

• 强调保持AC电流环路面积最小，以减少噪声。
• 推荐使用地平面连接输入和输出滤波电容器。
• BOOT电容应尽可能靠近IC放置。

7. 热计算

• 提供了估算设备功耗和结温的公式。