TPS63030 带1-A开关的高效单电感降压-升压转换器数据手册

TPS6303x 器件为由两节或三节碱性电池、镍镉或镍氢电池或单节锂离子或锂聚合物电池供电的产品提供电源解决方案。使用单节锂离子或锂聚合物电池时，输出电流可高达 600 mA，并将其放电至 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在 1000 mA 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。

TPS6303x 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10引脚VSON封装，尺寸为2.5mm×2.5mm（DSK）。
*附件：tps63030.pdf

特性

• 输入电压范围：1.8 V 至 5.5 V
• 1.2 V 至 5.5 V 的固定和可调输出电压选项
• 效率高达 96%
• 降压模式下 3.3 V 时输出电流为 800 mA （V 在 = 3.6 V 至 5.5 V）
• 升压模式下 3.3 V 时输出电流高达 500 mA （V 在 > 2.4 V）
• 降压和升压模式之间的自动转换
• 器件静态电流小于 50 μA
• 省电模式可在低输出功率下提高效率
• 可强制固定频率作和同步
• 关机期间负载断开
• 过温保护
• 采用小型 2.5 mm × 2.5 mm 10 引脚 VSON 封装 （QFN）

参数

方框图

‌1. 核心特性‌

• ‌输入电压范围‌：1.8 V至5.5 V，支持两节/三节碱性/NiCd/NiMH电池或单节锂离子电池供电。
• ‌输出电压选项‌：
  • ‌TPS63030‌：可调输出（1.2 V至5.5 V），通过外部电阻分压器编程。
  • ‌TPS63031‌：固定输出（如3.3 V）。
• ‌高效率‌：高达96%，支持轻载省电模式（Power-Save Mode）。
• ‌输出电流能力‌：
  • 降压模式（VIN > VOUT）：800 mA（3.3 V输出，VIN=3.6 V-5.5 V）。
  • 升压模式（VIN < VOUT）：500 mA（3.3 V输出，VIN > 2.4 V）。
• ‌自动模式切换‌：根据输入电压自动在降压/升压模式间转换。
• ‌封装‌：2.5 mm × 2.5 mm 10引脚VSON（QFN）封装。

‌2. 关键功能‌

• ‌同步整流‌：基于PWM控制器的固定频率架构，优化效率。
• ‌保护机制‌：
  • 过温保护（阈值140°C，滞后20°C）。
  • 欠压锁定（UVLO，典型阈值1.5 V）。
  • 短路保护（电流限制降至标称值的50%以下）。
• ‌控制接口‌：
  • ‌EN引脚‌：使能/禁用转换器（禁用时负载与电池断开）。
  • ‌PS/SYNC引脚‌：可选省电模式或外部时钟同步（支持2.2-2.6 MHz）。

‌3. 典型应用‌

• ‌目标设备‌：智能手机、便携媒体播放器、IP摄像头、血糖仪等电池供电产品。
• ‌电路设计‌：
  • ‌电感选择‌：推荐1.5 µH低DCR电感（如Coilcraft LPS3015）。
  • ‌电容配置‌：
    • 输入电容：≥4.7 µF陶瓷电容（靠近VIN/PGND）。
    • 输出电容：10 µF陶瓷电容（低ESR）。
  • ‌反馈电阻‌：TPS63030需外部分压器（R2≤200 kΩ，R1按公式计算）。

‌4. 性能数据‌

• ‌效率曲线‌：
  • 降压模式（VIN=3.6 V, VOUT=3.3 V）：峰值效率>90%。
  • 升压模式（VIN=2.4 V, VOUT=3.3 V）：效率约85%。
• ‌负载调整率‌：±0.5%（最大）。
• ‌静态电流‌：<50 µA（无负载时）。

‌5. 封装与订购信息‌

• ‌型号标识‌：
  • TPS63030DSK（可调输出）。
  • TPS63031DSK（固定3.3 V输出）。
• ‌封装选项‌：10引脚VSON，支持卷带（3000/卷）或剪切带（250/卷）。
• ‌工作温度‌：-40°C至85°C（工业级）。

‌6. 设计注意事项‌

• ‌布局优化‌：优先短而宽的功率路径走线，分离控制地（GND）与功率地（PGND）。
• ‌热管理‌：通过PCB散热焊盘提升热性能（RθJA=60.7°C/W）。
• ‌同步时钟‌：若使用外部时钟，需确保频率在2.2-2.6 MHz范围内。