TPS63020-Q1 带4A开关的高效汽车单电感降压-升压转换器数据手册

TPS63020-Q1 器件为由以下任一器件供电的产品提供电源解决方案 两节或三节碱性电池、镍镉或镍氢电池，或单节锂离子电池或锂聚合物电池。 使用单节锂离子或锂聚合物电池时，输出电流可高达 3 A，并且 将其放电至 2.5 V 或更低。降压-升压转换器基于固定频率脉冲 宽度调制 （PWM） 控制器使用同步整流以获得最大效率。在 低负载电流时，转换器进入省电模式，以在很宽的范围内保持高效率 负载电流范围。可以禁用省电模式，强制转换器以 固定开关频率。开关中的最大平均电流限制在典型值 值为 4 A。输出电压可使用外部电阻分压器进行编程。转换器 可以禁用以最大限度地减少电池消耗。在关机期间，负载与 电池。该器件采用 3 mm × 4 mm 14 引脚 VSON PowerPAD™ 封装 （DSJ） 封装。
*附件：tps63020-q1.pdf

特性

• 符合汽车应用标准
• AEC-Q100 符合以下标准：
  • 器件温度等级：–40°C 至 125°C
    工作结温范围
  • 设备 HBM ESD 分类等级 H1B
  • 设备 CDM ESD 分类级别 C4A
• 输入电压范围：1.8 V 至 5.5 V
• 效率高达 96%
• 降压模式下3.3 V 时输出电流为 3 A （V 在 > 3.6 V）
• 升压模式下 3.3 V 时输出电流大于 2 A （V 在 > 2.5 V）
• 降压和
  升压模式之间的自动转换
• 动态输入电流限制
• 器件静态电流小于 50 μA
• 可调输出电压范围为 1.2 V 至
  5.5 V
• 省电模式可在低输出功率下
  提高效率
• 在 2.4 MHz 下强制固定频率工作
  并可同步
• 智能电源良好输出
• 关机期间的负载断开
• 过温保护
• 过压保护
• 采用 3 mm × 4 mm VSON-14 封装

参数

方框图

1. 核心特性‌

• ‌宽输入电压范围‌：1.8V至5.5V，支持单节锂电/多节碱性电池等电源。
• ‌高效率‌：峰值效率达96%，支持降压（Buck）和升压（Boost）自动切换模式。
• ‌高输出能力‌：降压模式下3.3V输出时支持3A电流，升压模式下支持2A以上电流。
• ‌低功耗设计‌：静态电流<50μA，支持可编程节能模式（PSM）以优化轻载效率。
• ‌保护功能‌：过温/过压保护、动态电流限制、负载断开关机功能。

‌2. 关键应用场景‌

• 汽车电子（符合AEC-Q100认证）：信息娱乐系统、远程信息处理/eCall模块。
• 便携设备：锂电池供电系统，支持深度放电至2.5V。

‌3. 技术亮点‌

• ‌四开关拓扑结构‌：通过同步整流实现高效能转换，避免传统Buck-Boost的交叉损耗。
• ‌动态电压定位‌：轻载时输出电压提升3%以应对瞬态负载变化，减少电容需求。
• ‌智能控制模式‌：
  • ‌Power Save Mode‌：轻载时降低开关频率（可禁用）。
  • ‌强制PWM模式‌：固定2.4MHz频率，支持外部时钟同步。

‌4. 设计支持‌

• ‌典型电路‌：推荐1μH/1.5μH电感，30μF输出电容（陶瓷电容优先布局靠近芯片）。
• ‌反馈电阻计算‌：VFB=500mV，R2建议≤500kΩ（常用200kΩ），R1按公式 R1=R2×(VOUT/VFB-1) 计算。
• ‌布局建议‌：分离功率地（PGND）与控制地（GND），缩短主电流路径走线。

‌5. 封装与可靠性‌

• ‌封装类型‌：3mm×4mm VSON-14（带散热焊盘），工作结温-40°C至125°C。
• ‌ESD防护‌：HBM 1000V/CDM 500V，符合车规级可靠性要求。

‌6. 性能曲线‌

• 效率曲线显示：在2.5V/4.5V输出时，2A负载下效率均超过90%（输入电压3.6V条件下）。