Texas Instruments TPS568231同步降压转换器是一款简单易用的高效转换器，具有自适应接通时间D-CAP3™控制模式。TPS568231仅需少量外部元件，非常适合用于空间受限的数据中心应用。

数据手册：*附件：Texas Instruments TPS568231同步降压转换器数据手册.pdf

TI TPS568231转换器具有极具竞争力的特性，包括非常精确的基准电压、快速负载瞬态响应以及无需外部补偿。此外，该器件还具有可调电流限制和Ecomode和FCCM工作模式，可通过MODE引脚配置在轻负载条件下进行选择。为了在轻负载时实现高效率，可以选择Eco-mode。为了满足严格的输出电压纹波要求，可以选择FCCM。

TPS568231的工作结温范围为–40°C至125°C，采用18引脚HotRod™ QFN封装。

特性

• 输入电压范围：4.5V至17V，无外部偏置
• 输入电压范围：3.8V至17V，带外部偏置
• 支持8A连续输出电流
• 集成7.8mΩ和3.2mΩ MOSFET
• 参考电压：0.6V±1%（–40°C至125°C结温范围）
• 输出电压范围：0.6V - 5.5V
• 低静态电流：146µA
• D-CAP3™控制模式，可实现快速瞬态响应
• 支持陶瓷输出电容器
• fSW可选400kHz、800kHz和1200kHz
• 可选FCCM（强制连续导通模式），用于紧密输出电压纹波
• 可选Eco-mode™（自动跳跃模式），用于提高轻负载效率
• 可选的外部5V偏置，可提高效率
• 预偏置启动功能
• 可调软启动，默认软启动时间为1.2ms
• 电源良好指示器，用于监控输出电压
• 两个可调电流限制设置，带断续模式重启
• 非锁存UV、OV、OT和UVLO保护

示意图

TPS568231同步降压转换器技术解析与应用指南

一、产品概述

TPS568231是德州仪器(TI)推出的一款高密度同步降压转换器，采用创新的D-CAP3™控制模式，具有高效能和紧凑设计的特点。该器件输入电压范围为3.8V至17V，输出电流能力高达8A，适用于数据通信、工业自动化等多种应用场景。

二、核心特性

1. ‌宽输入电压范围‌：3.8V-17V（带外部偏置）或4.5V-17V（无外部偏置）
2. ‌高效能设计‌：
   • 集成7.8mΩ(高边)和3.2mΩ(低边)MOSFET
   • 最高效率可达95%（12V输入转1.2V输出时）
3. ‌灵活配置‌：
   • 可调输出电压(0.6V-5.5V)
   • 可选开关频率(400kHz/800kHz/1200kHz)
   • 支持FCCM强制连续模式和Eco-mode轻载高效模式
4. ‌先进保护功能‌：
   • 过流保护(OCP)
   • 欠压保护(UVP)
   • 过压保护(OVP)
   • 热关断(TSD)

三、关键参数分析

1. 电气特性

• ‌反馈电压精度‌：0.6V±1%（-40°C至125°C结温范围）
• ‌静态电流‌：146μA（典型值）
• ‌软启动时间‌：默认1.2ms（可通过外部电容调整）
• ‌功率良好(PGOOD)阈值‌：输出在93%-108%额定电压范围内

2. 热性能

• ‌结至环境热阻‌：49.9°C/W（JEDEC标准）
• ‌工作结温范围‌：-40°C至+125°C
• ‌热关断阈值‌：160°C（典型值）

四、典型应用电路设计

1. 输出电压设置

通过分压电阻网络调节输出电压：

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VOUT = 0.6 × (1 + RUPPER/RLOWER)

典型配置示例：

• 1.2V输出：RLOWER=10kΩ, RUPPER=10kΩ
• 3.3V输出：RLOWER=10kΩ, RUPPER=45.3kΩ

2. 工作模式配置

通过MODE引脚电阻分压选择工作模式：

RM_L(kΩ)	RM_H(kΩ)	工作模式	电流限制	开关频率
10	200	FCCM	ILIM	400kHz
51	120	DCM	ILIM	800kHz

五、PCB布局指南

1. ‌关键布局原则‌：
   • 采用四层板设计，内层1为地平面
   • VIN、PGND和SW走线尽可能宽以降低阻抗
   • 输入电容尽量靠近IC的VIN和PGND引脚
2. ‌热管理设计‌：
   • 使用多个过孔连接PGND引脚
   • 底层大面积铺铜增强散热
   • 关键功率元件下方预留散热区域

六、选型建议

1. ‌电感选择‌：
   • 400kHz：推荐0.68μH
   • 800kHz：推荐0.47μH
   • 1200kHz：推荐0.33μH
2. ‌输出电容‌：
   • 最小88μF（陶瓷电容）
   • 建议使用X5R/X7R材质
3. ‌输入电容‌：
   • 建议总容量≥40μF
   • 电压等级需高于最大输入电压

七、典型应用场景

1. ‌数据通信设备‌：为FPGA和处理器提供核心电压
2. ‌工业控制系统‌：PLC、工厂自动化设备电源
3. ‌测试测量仪器‌：需要高精度低压电源的场合
4. ‌嵌入式系统‌：空间受限的高效电源解决方案

八、设计注意事项

1. ‌稳定性考虑‌：
   • 输出LC滤波器极点应靠近内部高频零点
   • 交叉频率建议低于开关频率的1/5
2. ‌效率优化‌：
   • 轻载时选择Eco-mode模式
   • 可外接5V偏置提高效率
3. ‌保护功能验证‌：
   • 测试过流保护触发点
   • 验证热关断功能
   • 检查欠压锁定(UVLO)阈值