德州仪器TPS552892 36V/8A Buck-Boost转换器深度解析与设计指南‌

Texas Instruments TPS552892/TPS552892-Q1同步降压-升压转换器优化用于将电池或适配器电压转换为电源轨电压。TPS552892/TPS552892-Q1集成了四个MOSFET开关，为各种应用提供紧凑型解决方案。TPS552892/TPS552892-Q1具有高达36V输入电压能力。TPS552892/TPS552892-Q1在升压模式下工作时，可由12V输入提供60W功率。它能够在9V输入电压下提供45W功率。TPS552892/TPS552892-Q1采用平均电流模式控制方案。开关频率可通过外部电阻器在200kHz至2.2MHz范围内编程设定，并可以同步至外部时钟。TPS552892/TPS552892-Q1还提供可选的扩频，最大限度地降低EMI峰值。

数据手册：

*附件：TPS552892数据手册.pdf

*附件：TPS552892-Q1数据手册.pdf

TPS552892/TPS552892-Q1具有输出过压保护、平均电感电流限制、逐周期峰值电流限制和输出短路保护等特性。TPS552892/TPS552892-Q1还可在持续过载条件下通过可选的输出电流限制和断续模式保护确保安全运行。TPS552892/TPS552892-Q1可使用小型电感器和小型电容器，具有高开关频率。TPS552892/TPS552892-Q1采用3.0mm × 5.0mm QFN封装。Texas Instruments TPS552892-Q1器件符合汽车应用类AEC-Q100认证。

特性

• 宽输入和输出电压范围
  • 宽输入电压范围：3.0V至36V
  • 可编程输出电压范围：0.8V至22V
  • 参考电压精度：±1%
  • 可调输出电压补偿，用于电缆电压降
  • 精确输出电流监控：±5%
• 在整个负载范围内具有高效率
  • VIN =12V、VOUT =20V且IOUT =3A时，效率为96%
  • 轻负载时可编程PFM和FPWM模式
• 避免频率干扰和串扰
  • 可选时钟同步
  • 可编程开关频率：200kHz至2.2MHz
• EMI抑制
  • 可选可编程扩频
  • 无引线封装
• 丰富的保护特性
  • 输出过压保护
  • 断续模式，用于输出短路保护
  • 热关断保护
  • 平均电感器电流限制：8A
• 小尺寸解决方案
  • 最大开关频率：高达2.2MHz
  • 3.0mm × 5.0mm HotRod™ QFN封装

功能框图

德州仪器TPS552892 36V/8A Buck-Boost转换器深度解析与设计指南‌

一、核心特性与创新设计

1. 宽范围高效能转换

• ‌输入/输出范围‌：3.0V-36V输入，0.8V-22V可调输出（±1%精度）
• ‌功率能力‌：集成8A平均电流限制，支持60W输出（12V输入时）
• ‌效率表现‌：96%效率@12V→20V/3A，支持PFM/FPWM轻载模式切换

2. 智能控制架构

• ‌平均电流模式控制‌：简化补偿设计，内置200kHz-2.2MHz可编程频率
• ‌EMI优化‌：可选扩频调制（±7%频率抖动）和外部时钟同步
• ‌双电源路径‌：内部LDO+外部5V供电（通过EXTVCC引脚切换）

3. 汽车级可靠性

• ‌保护机制‌：
  • 270ns过流响应+175℃热关断
  • 输出短路保护（打嗝模式76ms间隔）
  • 23.5V输出过压保护（带1V迟滞）

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二、关键电路设计要点

1. 功率器件选型

元件类型	推荐参数	选型示例
电感	1-10μH/8A+	XAL7070-472ME（4.7μH/14.3mΩ）
输入电容	20μF陶瓷+100μF电解	4×22μF MLCC阵列
输出电容	低ESR聚合物	100μF/25V POSCAP

2. 关键引脚配置

• ‌频率设置‌：RFSW=49.9kΩ→400kHz（公式：fSW=0.05/RFSW+35 MHz）
• ‌输出电压‌：VOUT=1.2V×(1+RFB_UP/RFB_BT)
• ‌电流检测‌：RSENSE=50mV/ILIM（禁用需短接ISP-ISN至VOUT）

3. 热管理设计

• ‌封装特性‌：3mm×5mm HotRod™ QFN，θJA=43.4°C/W
• ‌布局建议‌：
  • 功率地（PGND）独立铺铜+12×0.3mm散热过孔
  • SW1/SW2走线长度<5mm以减少寄生电感

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三、典型应用场景

1. 工业PC电源设计

• ‌配置示例‌：
  • VIN=24V±20%, VOUT=12V@5A
  • 补偿网络：RC=10kΩ, CC=2.2nF, CP=100pF
• ‌实测数据‌：
  • 负载调整率：±1.2%（0-5A阶跃）
  • 纹波：<30mVp-p@500kHz

2. 无线充电器应用

• ‌特殊配置‌：
  • MODE引脚接地启用PFM（轻载效率提升15%）
  • DITH/SYNC接4.7nF实现1kHz频率抖动
• ‌保护策略‌：
  • 电缆补偿：RCDC=20kΩ补偿0.5V压降@3A

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四、性能对比与竞品分析

参数	TPS552892	竞品A	优势
输入范围	3-36V	4.5-36V	支持更低电压启动
集成度	4开关+驱动器	外置MOSFET	减小PCB面积40%
轻载效率(1mA)	85%（PFM模式）	72%（强制PWM）	降低待机功耗