高效灵活的汽车级降压转换器:TPS629210-Q1技术解析

描述

Texas Instruments TPS629210-Q1/TPS629210-Q1低IQ降压转换器是一款高效、小巧、高度灵活且易于使用的同步降压直流-直流转换器。3V至17V的宽输入电压范围支持各种由12V、5V或3.3V电源轨或者单节或多节锂离子电池供电的系统。可将TPS629210-Q1/TPS629210-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 TPS629210,TPS629210-Q1低IQ降压转换器数据手册.pdf

特性

  • 高效率DCS-Control™拓扑
  • 4µA(典型值)低静态电流
  • 动态可选强制PWM或自动省电工作模式
  • 2.5MHz或1.0MHz可选开关频率
  • 输出电流高达1A
  • R DSON :250mΩ高侧,85mΩ低侧
  • 输出电压精度:±1%
  • 可配置输出电压选项
    • VFB外部分频器:0.6V至5.5V
    • VSET内部分压器
      • 18个选项(介于0.4V与5.5V之间)
  • 无需外部自举电容器
  • 输出过流和过热保护
  • 100%占空比模式
  • 精密使能输入
  • 电源良好输出
  • 可选有源输出放电

功能框图

同步降压

高效灵活的汽车级降压转换器:TPS629210-Q1技术解析

一、产品概述

Texas Instruments的TPS629210-Q1是一款专为汽车应用设计的高效同步降压DC-DC转换器,具有以下核心特性:

  • 宽输入电压范围‌:3V至17V,支持12V、5V或3.3V电源轨及单/多节锂离子电池
  • 输出能力‌:最大1A输出电流,输出电压可配置范围0.4V至5.5V
  • 超高效率‌:采用DCS-Control拓扑结构,典型静态电流仅4μA
  • 汽车级认证‌:符合AEC-Q100标准,工作结温范围-40°C至150°C

二、关键技术创新

1. DCS-Control拓扑架构

TPS629210-Q1采用TI专利的DCS-Control技术,结合了滞环控制、电压模式和电流模式控制的优势。该控制环路直接监测输出电压变化,通过快速比较器阶段设置恒定开关频率,同时对动态负载变化提供即时响应。

2. 自动效率增强(AEE)模式

当配置为自动PFM/PWM带AEE模式时,器件会根据输入输出电压自动调整开关频率(公式:FSW = 10 × (VOUT/VIN) × (VIN - VOUT)/2),在整个工作范围内保持高效率,无需使用不同的电感器。

3. 灵活配置选项

通过MODE/S-CONF引脚可选择:

  • 开关频率(1.0MHz或2.5MHz)
  • 工作模式(强制PWM或自动PFM/PWM)
  • 反馈配置(外部分压器或18种内部VSET选项)
  • 输出放电功能

三、汽车电子应用优势

  1. 高级驾驶辅助系统(ADAS) ‌:满足严格的EMC要求,高效率减少热设计压力
  2. 车载信息娱乐系统‌:宽输入电压范围适应汽车电源波动
  3. 车身电子与照明‌:超低静态电流延长电池寿命
  4. 电动动力系统‌:-40°C至150°C工作温度范围适应恶劣环境

四、保护功能详解

  1. 电流限制保护‌:
    • 高侧FET限流:1.5-2.1A(典型值1.8A)
    • 低侧FET限流:1.3-1.9A(典型值1.6A)
    • 负电流限制:0.8-1.2A(防止强制PWM模式下的过度负电流)
  2. 热保护‌:
    • 热关断阈值:170°C(结温上升时)
    • 滞回:20°C
  3. 其他保护‌:
    • 精确的使能输入(VIH=1.0V,VIL=0.9V)
    • 电源良好(PG)指示
    • 可配置的输出放电功能(7.5-20Ω)
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