TPS62A01-Q1同步降压转换器技术解析与设计指南

Texas Instruments TPS62A01-Q1同步降压式转换器是一款汽车用直流-直流转换器，经过优化可实现高效率和紧凑型解决方案尺寸。 该降压式转换器集成了可提供高达1A输出电流的开关。在中等负载至重负载情况下，TPS62A01-Q1降压式转换器将以2.4MHz开关频率在脉宽调制（PWM）模式下运行。 在轻负载情况下，这些降压式转换器自动进入省电模式（PSM），从而在整个负载电流范围内保持高效率。TPS62A01-Q1转换器通过一个外部电阻分压器提供可调节输出电压，内部软启动电路可限制启动期间的浪涌电流。

数据手册：*附件：Texas Instruments TPS62A01-Q1同步降压式转换器数据手册.pdf

TPS62A01-Q1降压转换器包括过流保护 (OCP)、热关断保护 (TS) 和电源良好 (PG) 等内置功能。典型应用包括前置摄像头、环视系统ECU和汽车仪表显示屏。TPS62A01-Q1降压式转换器符合汽车应用类AEC-Q100标准。

特性

• 符合汽车应用类AEC-Q100标准
• 2.5 V 到 5.5 V 的输入电压范围
• 可调输出电压范围：0.6V至VIN
• 低RDSON 开关：100mΩ和67mΩ
• 静态电流：<25µA
• 1.5%反馈精度（-40 °C至150 °C）
• 100%模式运行
• 开关频率：2.4MHz
• 提供省电模式或PWM选项
• 电源良好输出引脚
• 短路保护（HICCUP）
• 内部软启动
• 有源输出放电
• 热关断保护
• 器件温度等级1：-40°C至125°C TA ~~1
• 采用1.60 mm × 1.60 mm SOT563封装

功能框图

典型应用电路图

TPS62A01-Q1同步降压转换器技术解析与设计指南

一、核心特性与汽车级认证

1. ‌关键参数‌
   • ‌输入范围‌：2.5V-5.5V，输出0.6V-VIN可调（精度±1.5%）
   • ‌负载能力‌：1A连续电流，集成100mΩ（高边）/67mΩ（低边）MOSFET
   • ‌工作模式‌：
     • TPS62A01-Q1：轻载自动切换PSM（Power Save Mode）
     • TPS62A01A-Q1：全负载FPWM（强制PWM）模式
   • ‌开关频率‌：2.4MHz固定频率，支持100%占空比低压差运行
2. ‌汽车合规性‌
   • AEC-Q100 Grade 1认证（-40°C至+125°C）
   • 集成HICCUP短路保护、热关断（170°C触发）及主动输出放电功能

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二、典型电路设计要点

2.1 外围元件选型

1. ‌输出电压设置‌
   通过电阻分压网络调节
   推荐R2≤100kΩ以降低噪声敏感度（例：1.8V输出时R1=200kΩ，R2=100kΩ）

2. ‌LC滤波器配置‌

   输出电压	推荐电感	最小电容	优化组合
   0.6-1.2V	1μH	10μF	22μF+1μH
   1.8V	1μH	22μF	22μF×2

3. ‌关键元件规格‌

   • 输入电容：4.7μF陶瓷（X7R材质，0805封装）
   • 可选前馈电容：33pF（≤1.8V输出）或27pF（3.3V输出）

2.2 保护功能实现

• ‌HICCUP保护‌：32次过流触发后进入100μs休眠-重启循环
• ‌Power Good信号‌：开漏输出需接上拉电阻（≤5.5V），阈值窗口93.5%-96%

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三、实测性能数据

1. ‌效率曲线‌（5V输入）

   负载电流	0.6V输出效率	1.8V输出效率
   1mA	65%	85%
   1A	90%	95%

2. ‌动态响应‌

   • 负载瞬态（0.3A→1A）：输出电压波动<50mV
   • 启动时间：<1ms（软启动控制）

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四、PCB布局规范

1. ‌高压路径设计‌
   • 输入/输出电容贴近芯片放置
   • SW节点走线宽度≥3mm，避免直角转弯
2. ‌敏感信号处理‌
   • FB反馈线远离SW节点≥2mm
   • 采用统一地平面，避免分割

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五、典型应用场景

1. ‌车载摄像头供电‌
   • 配置建议：5V输入→1.8V输出@500mA
   • 需配合22μF低ESR陶瓷电容抑制高频噪声
2. ‌仪表盘显示模块‌
   • 多模块协同：通过PG信号实现电源时序控制
   • 散热设计：建议在PowerPAD添加4×φ0.3mm散热过孔