Texas Instruments TPS56424x同步降压转换器是简单易用的高功率密度高效同步降压转换器。这些器件支持3V至16V输入电压范围和高达4A连续电流，采用SOT-563封装。

数据手册：*附件：Texas Instruments TPS56424x同步降压转换器数据手册.pdf

Texas Instruments TPS56424x使用D-CAP3拓扑提供快速瞬态响应并支持低ESR输出电容器，无需外部补偿。该器件具有GND和AGND两个接地端，将其连接在一起可获得出色的热性能。AGND还提供良好的负载和线路调节。该器件支持高达95%的占空比运行。

TPS564242采用ECO模式运行，可在轻负载运行期间保持高效率。TPS564247采用FCCM模式运行，可在所有负载条件下保持相同的频率和较低的输出纹波。该器件通过OVP、OCP、UVLO、OTP和UVP（断续模式）提供全面保护。该器件采用1.6mm × 1.6mm SOT563封装，具有经过优化的引脚排列，有助于轻松实现PCB布局。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16V
  • 输出电压范围：0.6V至7V
  • 参考电压：0.6V
  • 参考精度：±1%（25°C时）
  • 参考精度：±1.5%（–40°C至125°C时）
  • 集成28.8mΩ和15.4mΩ DSON FET
  • 低静态电流：120µA
  • 开关频率：1.2MHz
  • 支持95%最大占空比运行
  • 精密EN阈值电压
  • 固定软启动时间：1.39ms（典型值）
• 解决方案尺寸小巧且易于使用
  • 轻负载下TPS564242采用ECO模式，TPS564247采用FCCM模式
  • 完整P2P产品系列的一部分，包括适用于4A/5A/6A和FCCM/DCM运行模式的解决方案
  • D-CAP3™控制拓扑
  • 支持带预偏置输出的启动
  • 非锁存OV/OT/UVLO保护
  • UV保护的断续模式
  • 逐周期OC和NOC限制
  • 6引脚SOT563封装

功能框图

TPS56424x同步降压转换器技术分析与应用指南

一、产品概述

TPS56424x系列是德州仪器(TI)推出的高效率同步降压转换器，采用紧凑的SOT-563封装(1.6mm×1.6mm)。该系列包含两个型号：

• ‌TPS564242‌：支持Eco-mode节能模式
• ‌TPS564247‌：支持强制连续导通模式(FCCM)

主要技术特点：

• 宽输入电压范围：3V至16V
• 可调输出电压范围：0.6V至7V
• 4A连续输出电流能力
• 集成28.8mΩ(高边)和15.4mΩ(低边)MOSFET
• 1.2MHz固定开关频率
• D-CAP3™控制拓扑，无需外部补偿
• 120μA超低静态电流(IQ)

二、关键性能参数

1. 电气特性

参数	最小值	典型值	最大值	单位
输入电压范围	3	-	16	V
输出电压范围	0.6	-	7	V
输出电流	0	-	4	A
反馈电压精度(25°C)	-	600	-	mV
开关频率	-	1200	-	kHz
高边MOSFET RDS(ON)	-	28.8	30.5	mΩ
低边MOSFET RDS(ON)	-	15.4	16.3	mΩ

2. 热性能

在12V输入、1.05V输出、4A负载条件下，器件结温约85°C(环境温度25°C)。采用SOT-563封装的θJA为131.1°C/W。

三、核心技术解析

1. D-CAP3控制拓扑

TPS56424x采用TI专利的D-CAP3控制架构，具有以下优势：

• 自适应导通时间控制
• 内部补偿网络，无需外部补偿元件
• 支持低ESR陶瓷电容
• 快速瞬态响应

2. 工作模式差异

• ‌ TPS564242(Eco-mode) ‌：
  • 轻载时自动进入断续导通模式(DCM)
  • 通过降低开关频率提高轻载效率
  • 典型轻载效率>90%(12V转1.05V)
• ‌ TPS564247(FCCM模式) ‌：
  • 全负载范围内保持连续导通模式
  • 固定开关频率，输出纹波更小
  • 适合对噪声敏感的应用

3. 保护功能

• 过压保护(OVP)：触发阈值120%VOUT
• 欠压保护(UVP)：触发阈值60%VOUT
• 过流保护(OCP)：谷值电流检测
• 热关断(OTP)：155°C触发
• 负电流保护(NOC)：仅TPS564247

四、典型应用设计

1. 网络摄像头电源方案

• 输入：12V PoE
• 输出：3.3V@1A(为图像传感器供电)
• 关键设计：
  • 电感选择：1.5μH(如WE744311150)
  • 输出电容：4×22μF MLCC
  • 反馈电阻：R1=135kΩ, R2=30kΩ
  • 工作模式：推荐TPS564242(Eco-mode)

2. 固态硬盘(SSD)供电

• 输入：5V总线
• 输出：1.8V@2A(为NAND闪存供电)
• 设计要点：
  • 增加输入电容(2×10μF陶瓷电容)
  • 使用TPS564247(FCCM模式)降低纹波
  • 添加10pF前馈电容(CFF)改善瞬态响应

3. 工业传感器供电

• 输入：24V降压至12V中间总线
• 输出：5V@1.5A
• 注意事项：
  • 确保输入不超过16V极限值
  • 选择耐压足够的电感(如30V额定)
  • 考虑添加TVS二极管保护输入

五、PCB布局指南

1. ‌功率回路布局‌：
   • 保持VIN-SW-GND回路面积最小化
   • 使用宽铜箔降低寄生阻抗
   • 输入电容尽量靠近VIN和GND引脚
2. ‌信号走线建议‌：
   • FB走线远离高噪声区域(SW节点)
   • AGND与功率GND单点连接
   • EN信号可添加RC滤波(如1kΩ+100nF)
3. ‌热设计考虑‌：
   • 充分利用PCB铜箔散热
   • 必要时添加散热过孔
   • 避免在高环境温度下满负载运行

六、设计验证与调试

1. 常见问题排查

问题现象	可能原因	解决方案
启动失败	EN信号未正确配置	检查EN电压>1.18V
输出电压不稳	反馈电阻值错误	验证R1/R2阻值
效率偏低	电感饱和或DCR过高	更换低损耗电感

2. 关键测试点

• ‌SW节点‌：观察开关波形是否干净
• ‌FB引脚‌：测量直流电压应为600mV±1%
• ‌输出纹波‌：建议<2%VOUT(AC耦合测量)