TPS5420-Q1 汽车级 5.5V 至 36V、500kHz 固定频率 2A 降压转换器数据手册

作为 SWIFT 系列 DC/DC 稳压器的成员，TPS5420 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。具有上述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，一个防止启动直到输入电压达到 5.5V 的欠压锁定电路，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，关断电源电流通常可降低至 18μA。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，TPS5420反馈回路进行了内部补偿。
*附件：tps5420-q1.pdf

TPS5420 器件采用易于使用的 8 引脚 SOIC 封装。TI 提供评估模块和 SWIFT Designer 软件工具，以帮助快速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：5.5V 至 36V
• 高达 2A 的连续 （3A 峰值） 输出电流
• 通过 110mΩ 集成 MOSFET 开关实现高达 95% 的高效率
• 宽输出电压范围：可调电压低至 1.22V，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
• 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 8 引脚 SOIC 封装

参数

方框图

‌1. 核心特性‌

• ‌汽车级认证‌：符合AEC-Q100标准，适用于汽车电子应用。
• ‌宽输入电压范围‌：5.5V至36V，支持12V/24V分布式电源系统。
• ‌高效输出‌：集成110mΩ MOSFET开关，效率高达95%，连续输出电流2A（峰值3A）。
• ‌精准稳压‌：输出电压可调至1.22V，初始精度±1.5%，内置补偿减少外部元件数量。
• ‌保护功能‌：过流限制、过压保护（OVP）、热关断（-40°C至125°C结温范围）。

‌2. 关键应用场景‌

• 工业与车载音频电源
• 电池充电器、大功率LED驱动
• 分布式电源系统

‌3. 内部架构与工作原理‌

• ‌PWM控制‌：固定500kHz开关频率，电压前馈改善瞬态响应。
• ‌保护机制‌：
  • ‌UVLO‌：输入电压低于5.5V时禁止启动。
  • ‌慢启动‌：8ms内部软启动限制浪涌电流。
  • ‌Hiccup模式‌：短路时周期性重启保护。
• ‌集成功能‌：内部误差放大器、栅极驱动器、基准电压源（1.221V）。

‌4. 引脚与外部元件设计‌

• ‌关键引脚‌：
  • ‌BOOT‌：需连接0.01μF低ESR陶瓷电容至PH引脚。
  • ‌VSENSE‌：反馈分压网络设置输出电压（如5V输出：R1=10kΩ，R2=3.24kΩ）。
• ‌布局建议‌：
  • 输入电容（4.7μF以上）靠近VIN引脚以降低环路面积。
  • 输出电感（10-100μH）与续流二极管（如B340A）就近布局。

‌5. 设计注意事项‌

• ‌输出电容选择‌：陶瓷电容需额外补偿网络（如R3=590Ω，C6=1800pF）。
• ‌热管理‌：SOIC封装热阻RθJA=75°C/W，需确保结温≤125°C。
• ‌极限参数‌：
  • 最大输入电压40V（瞬态），PH引脚耐压-0.6V至40V。

‌6. 性能数据‌

• ‌效率曲线‌：12V输入时达95%（2A负载）。
• ‌纹波控制‌：输出纹波<30mV（100μF电容，ESR<80mΩ）。
• ‌瞬态响应‌：0.5A→1.5A阶跃负载下恢复时间<200μs。