Texas Instruments TPS62933/TPS62932是一款易于使用的高效同步降压转换器，具有3.8V至30V的宽输入电压范围，并支持高达3A (TPS62933)/2A (TPS62932)的持续输出电流和0.8V至22V的输出电压。

数据手册：*附件：Texas Instruments TPS62933，TPS62932降压转换器数据手册.pdf

该器件采用定频峰值电流控制模式，可实现快速瞬态响应以及出色的线路和负载调节。内部环路补偿经过优化，无需使用外部补偿元件。脉冲频率调制 (PFM) 模式使轻载效率最大化。该ULQ（超低静态电流）特性非常有益于在低功耗运行时延长电池寿命。在200kHz至2.2MHz范围内，可以通过配置RT引脚来设置开关频率，使用户优化系统效率、解决方案尺寸和带宽。软启动时间可以通过在SS引脚处的外部电容来调节，这样可以在驱动大电容性负载时最小化浪涌电流。该器件还具有扩展频谱的性能，有助于降低EMI噪声。

Texas Instruments TPS62933/TPS62932采用小型SOT583 (1.6mm × 2.1mm) 封装，引脚间距为0.5mm，并且具有经过优化的引脚排列，便于PCB布局，促进良好的EMI性能。

特性

• 解决方案尺寸小巧且易于使用
  • 具有内部补偿的峰值电流模式
  • 可实现高轻载效率的脉冲频率调制 (PFM)
  • 可调软启动时间
  • 可选频率：200kHz至2.2MHz
  • 低电磁干扰，具有扩展频谱性能
  • 支持带预偏置输出的启动
  • 用于高侧和低侧MOSFET的逐周期过流限制
  • 非闭锁OTP、OCP、OVP、UVP和UVLO保护
  • 1.6mm × 2.1mm SOT583
• 配置用于各种应用
  • 输入电压范围：3.8V至30V
  • 输出电压范围：0.8V至22V
  • 超低静态电流：12µA（典型值）
  • 集成式76mΩ和32mΩ MOSFET
  • 0.8V ± 1%基准电压
  • 最大占空比：98%
  • 精密EN阈值
  • 3A (TPS62933) 和2A (TPS62932) 持续输出电流
  • 工作结温范围：–40°C至150°C

功能框图

Texas Instruments TPS6293x系列同步降压转换器技术解析

一、产品概述

TPS6293x是德州仪器(TI)推出的一系列高效率同步降压转换器，包含TPS62932(2A)、TPS62933(3A)及其衍生型号(TPS62933F/P/O)。该系列采用1.6mm×2.1mm SOT583封装，引脚间距0.5mm，专为空间受限的工业应用而设计。

‌关键特性‌：

• ‌宽输入范围‌：3.8V至30V工作电压
• ‌高输出能力‌：0.8V至22V可调输出，最高3A连续电流
• ‌超高效率‌：集成76mΩ(HS)和32mΩ(LS)MOSFET，效率高达98%
• ‌灵活配置‌：
  • 可编程200kHz至2.2MHz开关频率
  • 多种工作模式可选(PFM/FCCM/OOA)
  • 精密使能阈值(±1.28V)和可调UVLO
• ‌全面保护‌：过流、过热、过压/欠压保护
• ‌超低静态电流‌：12μA(典型值)

二、核心架构分析

1. 控制模式

TPS6293x采用‌峰值电流模式控制‌架构，具有以下技术优势：

• 内置补偿网络，无需外部补偿元件
• 快速瞬态响应(典型带宽49.4kHz)
• 优异的线性/负载调整率(±1%精度)

2. 工作模式选择

型号	工作模式	特点	适用场景
TPS62932/33	PFM(轻载)+CCM(重载)	轻载效率>90% @1mA负载	电池供电设备
TPS62933F	强制连续导通模式(FCCM)	全负载范围固定频率，低纹波	对EMI敏感的系统
TPS62933O	超音频模式(OOA)	fSW>30kHz避免可闻噪声	音频设备
TPS62933P	PFM+电源正常(PG)指示	提供PG信号用于时序控制	多电源轨系统

3. 关键电路设计

‌频率编程‌：

• RT引脚浮空：500kHz(默认)
• RT接地：1.2MHz
• RT接电阻：200kHz-2.2MHz可调

‌软启动‌：

• 通过SS引脚电容设置(4.5-6.5μA恒流充电)
• 最小软启动时间1ms(CSS≥6.8nF)

‌EMI优化‌：

• 频率扩频技术(±6%调制)
• 优化的引脚布局降低开关节点辐射

三、典型应用设计指南

1. 外围元件选型

‌电感选择‌：

• 计算公式：L = (VIN_MAX - VOUT) × VOUT / (fSW × K × IOUT_MAX × VIN_MAX)
• 推荐值：
  • 3.3V输出：4.7μH@500kHz，2.2μH@1.2MHz
  • 5V输出：6.8μH@500kHz，3.3μH@1.2MHz
• 饱和电流需>IHS_LIMIT(5.8A最大)

‌输入电容‌：

• 最低要求：10μF陶瓷电容+X7R/X5R介质
• 布局要点：尽量靠近VIN引脚，并联0.1μF高频去耦

‌输出电容‌：

• 纹波计算：ΔVOUT = ΔIL×(ESR + 1/(8×fSW×COUT))
• 推荐组合：
  • 3.3V输出：2×22μF MLCC
  • 5V输出：44μF总容量(如2×22μF)

2. PCB布局要点

1. ‌功率回路最小化‌：
   • 输入电容→VIN→SW→GND形成最短路径
   • 使用宽铜箔(≥50mil)降低寄生电感
2. ‌热管理设计‌：
   • 充分利用底层铜箔散热
   • 添加散热过孔阵列(建议φ0.3mm，间距1mm)
3. ‌信号布线‌：
   • FB走线远离开关节点
   • 采用星型接地减少噪声耦合

四、性能实测数据

1. 效率曲线(典型值)

条件	效率@轻载(10mA)	效率@满载(3A)
VIN=12V, VOUT=3.3V	85%	95%
VIN=24V, VOUT=5V	80%	93%

2. 动态响应特性

• 负载瞬变(0.5A→2.5A)：输出电压偏差<50mV
• 恢复时间：<20μs

3. 热性能

• 结到环境热阻(RθJA)：46.1°C/W(JEDEC标准)
• EVM实测RθJA：25.6°C/W

五、典型应用场景

1. ‌工业自动化‌：
   • PLC模块的24V转5V/3.3V电源
   • 工业PC的POL供电
2. ‌消费电子‌：
   • 智能音箱的19V转12V主电源
   • 投影仪的LED驱动电源
3. ‌通信设备‌：
   • 5G小基站的射频供电
   • 光模块的偏置电源
4. ‌医疗设备‌：
   • 便携式医疗仪器的电池管理
   • 超声探头的高精度模拟供电

六、设计注意事项

1. ‌最小导通时间限制‌：
   • tON_MIN=70ns限制最大输入电压
   • 公式：VIN_MAX ≤ VOUT / (tON_MIN × fSW)
2. ‌低压差操作‌：
   • 频率自动降低维持调节
   • 最小压差：150mV@1A负载
3. ‌保护功能‌：
   • 过流保护响应时间<256μs
   • 热关断阈值165°C(30°C迟滞)
4. ‌并联应用‌：
   • 可通过均流电阻实现电流扩展
   • 需调整RNR/SS和CNR/SS参数