TPS54331 具有 Eco 模式的 3.5V 至 28V 输入、3A、570kHz 降压转换器数据手册

TPS54331 器件是一款 28V、3A 非同步降压转换器，集成了低 R DS（on） 高侧 MOSFET。为了提高轻负载时的效率，脉冲跳跃 Eco 模式功能会自动激活。此外，1μA 关断电源电流允许该器件用于电池供电应用。具有内部斜率补偿的电流模式控制简化了外部补偿计算，减少了元件数量，同时允许使用陶瓷输出电容器。电阻分压器对输入欠压锁定的滞后进行编程。过压瞬态保护电路可限制启动和瞬态条件下的电压过冲。逐周期限流方案、频率折返和热关断可在过载情况下保护器件和负载。TPS54331 器件采用 8 引脚 SOIC 封装和 8 引脚 SO PowerPAD 集成电路封装，这些封装经过内部优化以提高热性能。
*附件：tps54331.pdf

特性

• 3.5V 至 28V 输入电压范围
• 可调输出电压低至 0.8 V
• 集成的 80mΩ 高侧 MOSFET 支持高达 3A 的连续输出电流
• 轻负载时效率高，具有脉冲跳跃 Eco 模式
• 固定 570kHz 开关频率
• 典型 1μA 关断静态电流
• 可调慢启动限制浪涌电流
• 可编程 UVLO 阈值
• 过压瞬态保护
• 逐周期电流限制、频率折返和热关断保护
• 采用易于使用的 SOIC8 封装或热增强型 SOIC8 PowerPAD™ 集成电路封装
• 使用 WEBENCH Power Designer 的 TPS54331 创建自定义设计

参数

方框图

1. 产品概述

• ‌产品名称‌：TPS54331
• ‌类型‌：3-A，28-V输入，降压DC-DC转换器
• ‌特点‌：
  • 输入电压范围：3.5V至28V
  • 输出电压可调至0.8V
  • 集成80-mΩ高侧MOSFET，支持高达3A连续输出电流
  • 高效率，轻载时采用脉冲跳变Eco模式
  • 固定570kHz开关频率
  • 典型1µA关断静态电流
  • 可调慢启动限制涌流
  • 可编程UVLO阈值
  • 过压瞬态保护
  • 逐周期电流限制、频率折返和热关断保护
  • 提供SOIC8和SO PowerPAD™封装

2. 应用领域

• ‌消费类应用‌：如机顶盒、CPE设备、LCD显示器、外设和电池充电器
• ‌工业和车载音频电源‌
• ‌分布式电源系统‌：5V、12V和24V

3. 功能描述

3.1 固定频率PWM控制

• 内部开关频率固定为570kHz。

3.2 电压参考

• 产生±2%初始精度（±3.5%在温度范围内）的电压参考。

3.3 自举电压（BOOT）

• 需要一个0.1µF陶瓷电容连接BOOT和PH引脚，为高侧MOSFET提供栅极驱动电压。

3.4 使能与可调输入欠压锁定（UVLO）

• EN引脚具有内部上拉电流源，可调整输入UVLO阈值。

3.5 可编程慢启动

• 通过SS引脚外部电容设置慢启动时间。

3.6 误差放大器

• 采用跨导放大器，比较VSENSE电压与内部电压参考。

3.7 斜坡补偿

• 内置斜坡补偿，防止占空比大于50%时的次谐波振荡。

3.8 过流保护

• 采用逐周期电流限制方案，在短路条件下通过降低开关频率实现频率折返。

3.9 过压瞬态保护

• OVTP电路限制输出电压过冲。

3.10 热关断

• 内部热关断电路保护芯片免受过热损坏。

4. 引脚配置与功能

• ‌BOOT‌：自举电容连接点
• ‌VIN‌：输入电压
• ‌EN‌：使能引脚
• ‌SS‌：慢启动引脚
• ‌PH‌：高侧MOSFET源极
• ‌GND‌：地
• ‌COMP‌：误差放大器输出，PWM比较器输入
• ‌VSENSE‌：反馈电压输入
• ‌PowerPAD‌（仅DDA封装）：裸露焊盘，必须连接至地平面

5. 电气特性

• ‌输入电压范围‌：3.5V至28V
• ‌输出电压范围‌：可调至0.8V
• ‌关断静态电流‌：典型值1µA
• ‌操作静态电流‌：典型值110µA（非切换状态）
• ‌电压参考‌：0.8V（典型值）
• ‌高侧MOSFET导通电阻‌：80-150mΩ（典型值）
• ‌开关频率‌：570kHz（典型值）

6. 应用信息

6.1 典型应用电路

• 提供了从7V至28V输入转换为3.3V输出的典型应用电路图。

6.2 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。
• 强调使用陶瓷输出电容时的稳定性分析。
• 推荐使用WEBENCH® Power Designer进行自定义设计。

7. 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电容和自举二极管应尽可能靠近IC放置。

8. 文档与支持

• 提供了相关应用笔记、设计支持和社区资源链接。
• 强调数据表和设计资源的“按原样”提供，并包含所有缺陷。