TPS5431 5.5V至23V输入、3A、500kHz降压转换器数据手册

TPS543x 是一款高输出电流 PWM 转换器，集成了低电阻、高侧 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;欠压锁定电路，可防止在输入电压达到 5.5V 之前启动;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 15μA。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，TPS543x 反馈环路进行了内部补偿。TPS5431 旨在采用高达 23V 的电源轨工作。该TPS5430调节各种电源，包括 24V 总线。
*附件：tps5431.pdf

TPS543x 器件采用散热增强型、易于使用的 8 引脚 SOIC PowerPAD 集成电路封装。TI 提供评估模块和 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

• 宽输入电压范围：
  • TPS5430：5.5V 至 36V
  • TPS5431：5.5V 至 23V
• 高达 3A 的连续（4A 峰值）输出电流
• 通过 100mΩ 集成 MOSFET 开关实现高达 95% 的高效率
• 宽输出电压范围：可调至 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
• 采用小型热增强型 8 引脚 SO PowerPAD™ 集成电路封装

参数

方框图

‌1. 产品概述‌

• ‌型号‌：TPS5430（5.5V-36V输入）、TPS5431（5.5V-23V输入）
• ‌特性‌：
  • 集成3A连续（4A峰值）输出电流的高效降压转换器
  • 内置100mΩ MOSFET开关，效率高达95%
  • 输出电压可调至1.22V（精度±1.5%）
  • 固定500kHz开关频率，简化外部补偿设计
  • 保护功能：过流限制、过压保护、热关断

‌2. 关键参数‌

• ‌输入电压范围‌：
  • TPS5430：5.5V-36V
  • TPS5431：5.5V-23V
• ‌输出电流‌：3A连续（4A峰值）
• ‌工作温度‌：-40°C至125°C
• ‌封装‌：8引脚SO PowerPAD™（DDA）

‌3. 功能模块‌

• ‌内部补偿‌：减少外部元件数量
• ‌电压前馈‌：改善瞬态响应和线性调整率
• ‌ 使能控制（ENA） ‌：支持低功耗关断模式（典型15μA）
• ‌保护机制‌：
  • 过流保护（周期限流+打嗝模式）
  • 过压保护（触发阈值112.5% VREF）
  • 热关断（阈值162°C，滞后14°C）

‌4. 典型应用电路‌

• ‌12V输入转5V输出‌（图7-1）：
  • 输入电容：10μF陶瓷电容
  • 输出电感：15μH
  • 输出电容：220μF（低ESR）
  • 二极管：B340A（40V/3A）
• ‌陶瓷电容设计‌（图7-11）：
  • 需额外补偿网络（R3、C4等）以稳定环路

‌5. 设计要点‌

• ‌电感选择‌：10μH-100μH，需满足饱和电流＞峰值电流
• ‌输出电容‌：ESR影响纹波，建议X5R/X7R陶瓷或低ESR电解电容
• ‌布局建议‌：
  • 缩短输入电容、PH引脚与电感的路径
  • 裸露焊盘（DAP）必须焊接至PCB以散热

‌6. 性能曲线‌

• 效率曲线：12V输入时达95%（5V输出/3A）
• 瞬态响应：负载阶跃0.75A→2.25A的恢复时间＜200μs

‌7. 支持工具‌

• ‌WEBENCH® Designer‌：提供定制化设计、仿真及BOM生成