Texas Instruments TPS629211-Q1低IQ 降压转换器是一种高效、小巧、高度灵活且易于使用的同步降压型DC-DC转换器。3 V至10 V的宽输入电压范围支持各种由9 V、5 V或3.3 V电源轨、单节或多节锂离子电池供电的系统。可将TPS629211-Q1配置为以强制PWM模式或可变频率（自动PFM）模式在2.5MHz或1MHz下运行。在自动PFM模式下，该器件在轻负载时自动转换为省电模式，以保持高效率。此外，借助4μA的低典型静态电流，可在最小的负载下实现高效率。

数据手册：*附件：Texas Instruments TPS629211-Q1低IQ降压转换器数据手册.pdf

Texas Instruments的自动效率增强 (AEE) 模式可根据输入和输出电压自动调整开关频率，从而无需使用不同的电感器即可在整个工作范围内保持高转换效率。除选择开关频率行为之外，MODE/S-CONF输入引脚还可用于在外部和内部反馈分压器以及启用和禁用输出电压放电功能的不同组合之间进行选择。在内部反馈配置中，FB/VSET引脚和GND之间的电阻器可用于在18种不同的输出电压选项之间进行选择。

特性

• 符合汽车应用类AEC-Q100标准：
  • 工作结温范围：-40°C至+150°C
  • 器件人体模型 (HBM) 分类等级2
  • CDM ESD分级等级C4B
• 提供功能安全
  • 来辅助功能安全系统设计的文档
• 高效率DCS-Control拓扑
  • 内部补偿
  • 无缝PWM/PFM转换
• 4µA（典型值）低静态电流
• 输出电流高达1 A
• RDSON ：高侧250mΩ，低侧85mΩ
• 输出电压精度：±1%
• 可配置的输出电压选项：
  • VFB 外部分压：0.6V至5.5V
  • VSET内部分压器
    • 18个选项（介于0.4V与5.5V之间）
• 通过MODE/S-CONF引脚实现灵活性
  • 开关频率：2.5MHz或1.0MHz
  • 强制PWM或自动 (PFM) 省电模式，具有动态模式更改选项
  • 输出放电开/关
• 无需外部自举电容器
• 过流和过热保护
• 100%占空比模式
• 精密使能输入
• 电源良好输出

功能框图

高效能汽车级降压转换器TPS629211-Q1的技术解析与应用

一、产品概述

TPS629211-Q1是德州仪器(TI)推出的一款专为汽车应用设计的高效同步降压DC-DC转换器，具有以下显著特点：

• ‌宽输入电压范围‌：3V至10V，适用于9V、5V或3.3V电源轨及单/多节锂离子电池
• ‌高输出电流‌：最大1A连续输出电流能力
• ‌超低静态电流‌：典型值仅4μA，显著提升轻载效率
• ‌多种配置选项‌：可通过电阻选择18种输出电压(0.4V至5.5V)
• ‌汽车级认证‌：符合AEC-Q100 Grade 2标准，工作结温范围-40°C至150°C

该器件采用小型SOT-5X3封装(1.60mm×2.10mm)，是ADAS、车载信息娱乐系统、车身电子等汽车应用的理想选择。

二、关键特性与技术优势

1. DCS-Control拓扑结构

TPS629211-Q1采用TI专利的DCS-Control拓扑，结合了迟滞控制、电压模式和电流模式控制的优点：

• 提供快速瞬态响应
• 实现无缝PWM/PFM模式切换
• 内部补偿简化设计
• 在整个负载范围内保持高效率

2. 灵活的配置选项

通过MODE/S-CONF引脚可实现多种配置：

• ‌开关频率选择‌：2.5MHz或1.0MHz
• ‌工作模式选择‌：
  • 强制PWM模式(固定频率)
  • 自动PFM/PWM模式(轻载时自动进入省电模式)
• ‌输出电压设置‌：
  • 外部电阻分压器(0.6V-5.5V)
  • 内部电阻分压器(18种预设电压)
• ‌输出放电控制‌：启用/禁用

3. 自动效率增强(AEE)技术

TPS629211-Q1独有的AEE技术通过自动调节开关频率：

• 根据输入输出电压优化效率
• 保持低纹波电流
• 避免传统转换器在低VOUT时效率下降的问题
• 计算公式：FSW(MHz) = 10 × (VIN - VOUT)/VIN × √(VOUT/2)

三、典型应用设计

1. 外围元件选型建议

‌电感选择‌：

• 推荐值：2.2μH(如XGL3530-222ME)
• 饱和电流应大于最大负载电流加上1/2纹波电流
• 直流电阻影响效率，建议DCR<50mΩ

‌输入电容‌：

• 最小值：4.7μF陶瓷电容(如CGA5L1X7R1E475K160AC)
• 靠近VIN和GND引脚布局
• 更高值可进一步减小输入电压纹波

‌输出电容‌：

• 推荐值：22μF陶瓷电容(低ESR型)
• 必须考虑直流偏置效应对有效容值的影响
• 对于多负载应用，需保证VOS引脚有足够交流信号

2. 设计公式与计算

‌电感纹波电流计算‌：
ΔIL = (VIN - VOUT) × VOUT / (VIN × L × FSW)

‌最大电感电流‌：
IL(max) = IOUT(max) + ΔIL/2

‌ 输出电压设置(外部反馈) ‌：
R1 = R2 × (VOUT/0.6V - 1)

3. 热设计考虑

• 最大允许结温：150°C
• 热阻(DRL封装)：
  • θJA(JEDEC PCB): 120°C/W
  • θJB: 25°C/W
• 推荐散热措施：
  • 使用顶层大面积铜箔
  • 添加热过孔连接内部地层
  • 考虑采用热性能更好的DYC封装(θJA=105°C/W)

四、性能测试数据

根据数据手册提供的测试结果：

‌效率表现‌：

• 3.3V输出@6V输入：峰值效率>90%
• 1.8V输出@3V输入：轻载(10μA)效率>80%

‌输出电压精度‌：

• VSET配置：全温度范围±1.4%(典型)
• 外部反馈：±1.2%(全温度)

‌负载调整率‌：

• 1A负载变化引起的输出电压变化<0.1%

五、设计注意事项

1. ‌布局指南‌：
   • 保持功率环路面积最小化
   • 敏感信号(FB,VOS)远离高频开关节点
   • 使用星型接地或单点接地
2. ‌特殊模式‌：
   • 100%占空比模式允许VIN接近VOUT
   • 预偏置启动功能防止输出电容放电
3. ‌保护功能‌：
   • 热关断(典型170°C)
   • 逐周期电流限制
   • 负电流限制

六、选型对比

与TI同系列产品比较：

型号	输出电流	输入电压范围	特点
TPS629203-Q1	0.3A	3-17V	超宽输入范围
TPS629206-Q1	0.6A	3-17V	平衡功率与尺寸
TPS629210-Q1	1A	3-17V	高功率版本
TPS629211-Q1	1A	3-10V	汽车级,配置灵活