TPS63020 带4A开关的高效单电感降压-升压转换器数据手册

TPS6302x 器件为由两节或三节碱性电池、镍镉或镍氢电池、单节锂离子或锂聚合物电池、超级电容器或其他电源轨供电的产品提供电源解决方案。支持高达 3 A 的输出电流。使用电池时，它们可以放电至低于 2 V。降压-升压转换器基于固定频率脉宽调制 （PWM） 控制器，使用同步整流来获得最大效率。在低负载电流下，转换器进入省电模式，以在较宽的负载电流范围内保持高效率。可以禁用省电模式，强制转换器在固定开关频率下工作。开关中的最大平均电流限制为4 A的典型值。输出电压可使用外部电阻分压器进行编程，或固定在芯片内部。可以禁用转换器以最大限度地减少电池消耗。在关机期间，负载与电池断开连接。

TPS6302x 器件在 –40°C 至 85°C 的自由空气温度范围内工作。 这些器件采用 14 引脚 VSON 封装，尺寸为 3 mm × 4 mm （DSJ）。
*附件：tps63020.pdf

特性

• 输入电压范围：1.8 V 至 5.5 V
• 可调输出电压：1.2 V 至 5.5 V
• V 的输出电流 在 > 2.5 V、V 外 = 3.3 V：2 A
• 在整个负载范围内实现高效率
  • 工作静态电流：25 μA
  • 省电模式，带模式选择
• 平均电流模式降压-升压架构
  • 模式之间的自动转换
  • 2.4 MHz 的固定频率工作
  • 可同步
• 功率良好输出
• 安全和稳健的作特性
  • 过热、过压保护
  • 关机期间负载断开

参数

方框图

‌1. 核心特性‌

• ‌宽输入电压范围‌：1.8V至5.5V，支持两节/三节碱性/NiCd/NiMH电池、单节锂离子/聚合物电池、超级电容等电源。
• ‌灵活输出‌：
  • TPS63020：可调输出（1.2V至5.5V）
  • TPS63021：固定3.3V输出
• ‌高效能‌：
  • 最高效率达95%（2.4MHz开关频率）
  • 轻载时支持省电模式（静态电流仅25μA）
• ‌保护功能‌：过温、过压保护，关断时负载断开。

‌2. 关键参数‌

• ‌输出电流‌：
  • 升压模式：最高3A（VIN>2.5V时，VOUT=3.3V下2A）
  • 降压模式：最高4A开关电流
• ‌工作温度‌：-40°C至85°C（工业级）
• ‌封装‌：14引脚VSON（3mm×4mm）

‌3. 典型应用‌

• ‌电池供电设备‌：便携终端、条码扫描仪、电子烟、IP摄像头等
• ‌电压稳定器‌：有线/无线通信、PLC模块
• ‌备份电源‌：电表、固态硬盘（超级电容供电）

‌4. 设计要点‌

• ‌电感选择‌：推荐1μH~2.2μH，需满足饱和电流>4A（如Coilcraft XFL4020-152ME）。
• ‌电容配置‌：
  • 输入：≥10μF陶瓷电容（X5R/X7R）
  • 输出：3×22μF低ESR陶瓷电容
• ‌反馈电阻‌：TPS63020需外部分压电阻（如VOUT=3.3V时，R1=1MΩ，R2=180kΩ）。

‌5. 控制与模式‌

• ‌工作模式‌：自动切换降压/升压，支持PWM同步（2.2-2.6MHz）。
• ‌动态特性‌：
  • 轻载时电压动态定位（±3%调节）
  • 输入电压低于2.3V时动态限流保护