德州仪器TPSM82851x系列降压电源模块技术解析

描述

Texas Instruments TPSM82851x降压电源模块是0.5A、1A和2A高效易用、引脚对引脚兼容的同步降压DC/DC电源模块,具有集成式电感器。此系列器件基于固定频率峰值电流模式控制拓扑结构,可用于有高功率密度和易用性要求的领域,如医疗、电信、测试和测量应用。低阻开关可在高温环境下支持高达2A的持续输出电流。开关频率在内部固定在2.25MHz,也可同步到1.8MHz至4MHz范围内的外部时钟。在PFM/PWM模式下,TPSM82851x可在轻负载情况下自动进入省电模式。该功能使器件在整个负载范围内都能维持高效率。TPSM82851x在PWM模式下可提供1%的反馈电压精度。该功能有助于实现具有高输出电压精度的电源设计。SS/TR引脚可设置启动时间或跟踪向外部源提供的输出电压。此特性可实现不同电源轨的外部排序并限制启动期间的浪涌电流。

数据手册:*附件:Texas Instruments TPSM82851x降压电源模块数据手册.pdf

特性

  • 2.7 V 到 6 V 的输入电压范围
  • 输出电压范围:0.6 V至5.5 V
  • 0.5A、1A和2A器件系列
  • 20 µA典型静态电流
  • 反馈电压精度:±1%(PWM工作模式)
  • 开关频率:2.25MHz(PWM工作模式)
  • 外部同步:1.8MHz到4MHz
  • 可选强制PWM或PFM/PWM操作
  • 10ms可调软启动或跟踪
  • 精密使能输入
    • 用户定义的欠压锁定
    • 精确排序
  • 100%占空比模式
  • 有源输出放电
  • 具有窗口比较器的电源正常输出
  • 工作温度范围:-40 °C至125 °C
  • 2.7mmx3.0mm QFN封装,间距为0.5mm

功能框图

电源模块

德州仪器TPSM82851x系列降压电源模块技术解析

产品概述

德州仪器(TI)的TPSM82851x系列是集成电感的同步降压DC/DC电源模块,包含三个型号:

  • TPSM828510‌:0.5A输出
  • TPSM828511‌:1A输出
  • TPSM828512‌:2A输出

该系列采用2.7mm×3.0mm QFN封装,工作温度范围-40°C至125°C,具有以下核心特性:

  • 输入电压范围:2.7V至6V
  • 输出电压范围:0.6V至5.5V
  • 典型静态电流:20μA
  • ±1%反馈电压精度(PWM模式)
  • 2.25MHz固定开关频率(PWM模式)

关键技术创新

1. 高效率设计

  • 集成低电阻功率MOSFET和电感
  • 可选择强制PWM或PFM/PWM混合模式
  • 轻载时自动进入省电模式
  • 典型效率高达95%(VIN=5V, VOUT=3.3V, IOUT=1A)

2. 智能控制功能

  • 可编程软启动时间(最长10ms)
  • 电压跟踪功能
  • 精确的使能(EN)输入支持用户定义欠压锁定
  • 电源良好(PG)输出带窗口比较器

3. 保护机制

  • 过流保护(砖墙式)
  • 热关断保护(170°C触发)
  • 主动输出放电功能
  • 输入过压保护(最高30V耐受)

性能参数详解

1. 电气特性(典型值)

参数条件典型值
压差电压Iout=80mA415mV
线性调整率Vin变化4.3-10V5mV
负载调整率Iout=1-80mA30mV
PSRR1kHz70dB
开关频率PWM模式2.25MHz

2. 温度特性

  • 高温下静态电流≤32μA(125°C)
  • 热阻θJA:62.7°C/W(JEDEC标准PCB)
  • 最大结温:125°C

设计注意事项

1. 布局指南

  • 输入电容尽可能靠近VIN和GND引脚
  • 输出电容接地靠近VOUT和GND引脚
  • FB电阻和CFF电容靠近FB引脚
  • 避免在关键信号路径使用过孔

3. 元件选择

  • 输入电容:2×10μF低ESR陶瓷电容(X7R/X5R)
  • 输出电容:2×10μF低ESR陶瓷电容
  • 反馈电容CFF:固定10pF

选型建议

应用场景推荐型号关键优势
低功耗传感器TPSM828510RDYR小尺寸,0.5A输出
工业控制模块TPSM828511RDYR1A输出,宽温度范围
高密度电源系统TPSM828512RDYR2A输出,高效率设计
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