TPS63010 带2-A开关的高效单电感降压-升压转换器数据手册

TPS6301x 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 1200 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以获得最大值 效率。在低负载电流下，转换器进入省电模式以保持高效率 在很宽的负载电流范围内。可以禁用省电模式，强制转换器 在固定开关频率下运行。开关中的最大平均电流限制为 典型值为 2200 mA。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 关机时，负载与电池断开连接。该器件采用 20 引脚 DSBGA 封装 封装尺寸为 2.126 mm × 1.922 mm （YFF）。
*附件：tps63010.pdf

特性

• 效率高达 96%
• 降压
  模式下 3.3 V 时输出电流为 1200 mA（VIN = 3.6 V 至 5.5 V）
• 升压
  模式下 3.3 V 时输出电流高达 800 mA （VIN > 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
• 输入电压范围：2 V 至 5.5 V
• 1.2 V 至 5.5 V 的固定和可调输出电压选项
• 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
• 关机期间的负载断开
• 输出过压保护
• 过温保护
• 采用小型 20 引脚、2.126 mm ×
  1.922 mm、DSBGA 封装
  参数
  
  方框图

‌1. 产品概述‌
TPS63010/11/12是德州仪器（TI）推出的高效单电感降压-升压转换器，集成2A开关，适用于2V至5.5V输入电压范围，支持自动升降压模式切换，主要特点包括：

• ‌高效率‌：最高达96%，支持轻载省电模式（Power Save Mode）。
• ‌宽输入电压‌：兼容单节锂电（2.5V-5.5V）或多节碱性/NiMH电池。
• ‌输出选项‌：可调输出（1.2V-5.5V）或固定输出（如3.3V/2.8V等），通过VSEL引脚选择电压档位。
• ‌保护功能‌：过压保护（OVP）、过温保护（OTP）、负载断开关机。
• ‌封装‌：20引脚DSBGA（2.126mm × 1.922mm），超小尺寸。

‌2. 关键特性‌

• ‌输出电流‌：
  • 降压模式（VIN > VOUT）：1200mA@3.3V（VIN=3.6V-5.5V）。
  • 升压模式（VIN < VOUT）：800mA@3.3V（VIN>2.4V）。
• ‌静态电流‌：<50μA，延长电池寿命。
• ‌同步整流‌：基于PWM控制，优化全负载范围效率。

‌3. 应用场景‌

• 便携设备：手机、PDA、音频播放器。
• 医疗设备：个人健康监测产品。
• LED驱动：白光LED背光。

‌4. 设计要点‌

• ‌电感选择‌：推荐1-4.7μH，需根据输入/输出电压计算峰值电流（公式见文档）。
• ‌电容配置‌：输入≥4.7μF陶瓷电容，输出电容值需满足稳定性要求（COUT ≥ 5×L）。
• ‌布局建议‌：
  • 缩短功率路径走线，分离控制地与功率地。
  • 反馈电阻（R1/R2）靠近FB引脚，固定输出版本需直接连接FB至VOUT。

‌5. 功能模式‌

• ‌自动升降压‌：无缝切换，无额外开关损耗。
• ‌省电模式‌：轻载时禁用可提升效率，同步信号（SYNC）输入时自动关闭。
• ‌同步功能‌：支持2200-3000kHz外部时钟同步。

‌6. 保护机制‌

• ‌软启动‌：限流400mA起步，避免浪涌电流。
• ‌短路保护‌：输出低于1.2V时限制电流至400mA。
• ‌热管理‌：结温阈值140°C，滞后20°C。

‌7. 典型性能曲线‌
文档提供了效率、负载瞬态响应、线电压瞬态等实测数据图，例如：

• 效率>90% @3.3V输出（IO=100mA-1A）。
• 负载瞬态响应时间<1ms（80mA→750mA阶跃）。

‌8. 版本差异‌

• TPS63010：输出可调，需外部分压电阻。
• TPS63011/12：固定输出，VSEL选择高低电压档（如3.3V/2.8V）。