TPS56425x同步降压转换器技术解析与应用指南

描述

Texas Instruments TPS56425x同步降压转换器是简单、易用、高效率、高功率密度的同步降压转换器。每个都具有3V至17V的输入电压,并在0.6V至10V的输出电压范围下支持高达4A的持续电流。TPS56425x采用D-CAP3控制模式,提供快速瞬态响应,并支持低ESR输出电容器,无需进行外部补偿。该器件能够支持在高达97%的占空比下运行。集成自举电容器有助于实现单层PCB,并可以节省物料清单总成本。

数据手册:*附件:Texas Instruments TPS56425x同步降压转换器数据手册.pdf

TPS564252在Eco-mode下运行,可在轻负载时保持高效率。TPS564257在FCCM模式下运行,可在所有负载条件下保持相同的频率和较低的输出纹波。TPS564255在OOA模式下运行,可防止产生音频噪声。该器件通过OVP、OCP、UVLO、OTP和UVP(断续模式)提供全面保护。Texas Instruments TPS56425x采用1.6mm × 1.6mm SOT-563封装。额定结温范围为–40°C至125°C。

特性

  • 配置用于各种应用
    • 输入电压范围:3V至17V
    • 输出电压范围:0.6V至10V
    • 参考电压:0.16V
    • 参考精度:±1%(25°C时)
    • 参考精度:±1.5%(–40°C至125°C时)
    • 集成55.0mΩ和24.3mΩ MOSFET
    • 低静态电流:100µA
    • 开关频率:600kHz
    • 以最大97%的高占空比运行
    • 精密EN阈值电压
    • 固定软启动时间:1.6ms(典型值)
  • 解决方案易于使用且尺寸小巧
    • 轻负载下,TPS564252采用Eco-mode模式,TPS564257采用FCCM模式,TPS564255采用OOA模式
    • D-CAP3™控制模式
    • 通过集成自举电容器轻松布局
    • 支持带预偏置输出的启动
    • 开漏电源正常状态指示器
    • 非锁存OV、OT和UVLO保护
    • 断续模式,提供UV保护
    • 逐周期OC和NOC保护
    • 1.6mm × 1.6mm SOT-563封装

功能框图

高功率

TPS56425x同步降压转换器技术解析与应用指南

一、产品概述

TPS56425x系列是德州仪器(TI)推出的高效高功率密度同步降压转换器,采用SOT-563封装(尺寸仅1.6mm×1.6mm),具有3V至17V宽输入电压范围和0.6V至10V输出电压范围,可提供高达4A的连续输出电流。该系列包含三种工作模式版本:

  • TPS564252‌:Eco-mode版本,轻载时保持高效率
  • TPS564255‌:OOA(Out-of-Audio)模式版本,防止音频噪声
  • TPS564257‌:FCCM(强制连续导通模式)版本,保持固定开关频率

二、关键特性与技术优势

1. 核心性能参数

  • 输入电压范围‌:3V至17V
  • 输出电压范围‌:0.6V至10V(基准电压0.6V,25℃时精度±1%)
  • 开关频率‌:典型600kHz
  • 最大占空比‌:97%
  • 静态电流‌:典型100μA
  • 集成MOSFET‌:高边55.0mΩ,低边24.3mΩ(典型值,VIN≥5V时)

2. 先进控制技术

采用‌D-CAP3™控制模式‌,具有以下优势:

  • 快速瞬态响应,无需外部补偿
  • 支持低ESR输出电容(包括MLCC)
  • 伪固定频率操作
  • 内部集成纹波生成电路

3. 保护功能

  • 过压保护(OVP):触发阈值110%-120%
  • 欠压保护(UVP):触发阈值55%-65%
  • 过流保护(OCL):谷值电流检测
  • 热关断(TSD):155℃阈值
  • 电源正常(PG)指示:开漏输出

三、典型应用设计

1. 电路设计要点

输出电压设置‌:
通过电阻分压器配置,公式为VOUT = 0.6×(1+R4/R5)。建议R5使用10kΩ,R4根据所需输出电压计算。

输出滤波器设计‌:
LC滤波器双极点频率应设置在约20kHz,推荐参数:

  • 1.05V输出:L=1.5μH,C=44μF(MLCC)
  • 3.3V输出:L=3.3μH,C=44μF
  • 5V输出:L=4.7μH,C=44μF
  • 10V输出:L=6.8μH,C=44μF

输入电容选择‌:
建议使用超过10μF的陶瓷去耦电容,并额外添加0.1μF高频滤波电容。

2. 布局指南

  • VIN和GND走线尽可能宽以降低阻抗
  • 输入/输出电容尽量靠近器件放置
  • SW节点走线短而宽以减少辐射
  • FB反馈路径远离高压开关走线
  • 为反馈路径提供独立的GND连接(Kelvin连接)

四、系列型号对比与选型建议

参数TPS564252(ECO)TPS564255(OOA)TPS564257(FCCM)
轻载模式高效率模式防音频噪声模式强制连续导通模式
轻载频率随负载降低>25kHz保持约600kHz
输出纹波较大中等最小
适用场景电池供电设备音频敏感应用需严格频率控制

选型建议‌:

  • 对效率要求高:选择TPS564252
  • 需避免音频噪声:选择TPS564255
  • 要求严格频率控制:选择TPS564257

五、典型应用领域

  1. 网络设备‌:WLAN/Wi-Fi接入点、交换机、路由器
  2. 消费电子‌:智能电视、机顶盒、智能音箱
  3. 工业应用‌:监控系统、无人机、电表
  4. 存储设备‌:固态硬盘(SSD)
  5. 专业音频‌:音频处理设备
打开APP阅读更多精彩内容
声明:本文内容及配图由入驻作者撰写或者入驻合作网站授权转载。文章观点仅代表作者本人,不代表电子发烧友网立场。文章及其配图仅供工程师学习之用,如有内容侵权或者其他违规问题,请联系本站处理。 举报投诉

全部0条评论

快来发表一下你的评论吧 !

×
20
完善资料,
赚取积分