TPS563211同步降压转换器技术解析与应用指南

描述

Texas Instruments TPS563211 3A同步降压转换器是采用SOT583封装的灵活、高性价比解决方案。TPS563211转换器具有可选Eco-mode工作模式或FCCM(强制连续导通模式)工作模式。此外,还可通过MODE引脚配置可选的电源良好指示器或外部软启动。TPS563211可通过正确配置使能、电源良好指示器或外部软启动来实现电源排序。4.2V至18V宽输入电压范围支持各种公共输入轨,例如12V和15V。该器件在0.6V至7V输出电压范围内支持高达3A连续输出电流。

数据手册:*附件:Texas Instruments TPS563211 3A同步降压转换器数据手册.pdf

TI TPS563211 3A同步降压转换器采用先进的仿真电流模式 (AECM) 控制拓扑,可实现具有真正固定开关频率的快速瞬态响应。TPS563211有助于内部智能环路带宽控制,在宽输出电压范围内提供快速瞬态响应,无需外部补偿。

高侧峰值电流的逐周期电流限制可在过载情况下保护器件。低侧谷电流限制可进一步增强该特性,以防止电流失控。断续模式在过压保护 (OVP)、欠压保护 (UVP)、 UVLO保护和热关断下触发。

TPS563211 3A同步降压转换器采用1.6mm × 2.1mm SOT583封装。

特性

  • 输入电压:4.2V至18V
  • 输出电压:0.6V至7V
    • 高达3A连续输出电流
    • 最短接通时间:45ns
    • 最大占空比:98%
  • 高效率
    • 集成66mΩ和33mΩ MOSFET
    • 静态电流:120µA(典型值)
  • 高度灵活且易于使用
    • 有Eco-mode运行模式或FCCM运行模式可供选择
    • 可选电源良好指示器或外部软启动
    • 精密使能输入
  • 高精确性
    • 参考电压精度: ±1% (25°C)
    • 开关频率容差:±8.5%
  • 小尺寸解决方案
    • 内部补偿,便于使用
    • SOT583封装
    • 最少外部元件
  • 逐周期限流,用于高侧和低侧MOSFET
  • 非锁存OVP、UVP、UVLO和TSD保护

功能框图

转换器

简化示意图

转换器

TPS563211同步降压转换器技术解析与应用指南

一、产品概述

Texas Instruments的TPS563211是一款高效灵活的同步降压转换器,采用先进的SOT583封装(1.6mm×2.1mm),具有4.2V至18V宽输入电压范围和高达3A的连续输出电流能力。该器件特别适用于空间受限的消费电子和工业应用,如机顶盒、数字电视、智能音箱、有线网络设备和监控系统等。

关键特性‌:

  • 输入电压范围:4.2V至18V
  • 输出电压范围:0.6V至7V(精度±1%)
  • 集成66mΩ(高边)和33mΩ(低边)MOSFET
  • 典型静态电流仅120μA
  • 可选的Eco-mode或FCCM(强制连续导通模式)操作
  • 可配置为Power Good指示或外部软启动功能
  • 固定600kHz开关频率(±8.5%容差)

二、核心技术解析

1. 先进模拟电流模式(AECM)控制

TPS563211采用创新的AECM控制拓扑,结合了峰值电流模式控制和D-CAP2控制的优点:

  • 提供真正的固定开关频率(无需外部补偿)
  • 内置智能环路带宽控制,实现快速瞬态响应
  • 支持从重载到轻载的全范围高效运行
  • 内部补偿简化设计,减少外部元件数量

2. 工作模式配置

通过MODE引脚电阻配置,用户可选择:

  • Eco-mode‌:轻载时自动进入PFM模式,提高效率
  • FCCM模式‌:强制连续导通,保持固定频率,适合低噪声应用

同时MODE引脚还决定PG/SS引脚功能:

  • Power Good指示‌:开漏输出,指示输出电压状态
  • 外部软启动‌:通过外部电容设定启动时间

3. 保护机制

  • 过流保护‌:高边峰值(4.25-5.75A)和低边谷值(3.0-4.9A)双重限制
  • 过压保护(OVP) ‌:FB电压>112%Vref时触发
  • 欠压保护(UVP) ‌:FB电压<62.5%Vref时触发
  • 热关断‌:结温>150°C时关闭,<130°C时恢复
  • 输入UVLO‌:3.8V(上升)/3.4V(下降)阈值

三、设计注意事项

  1. 最小导通时间限制‌:45ns最小导通时间可能限制高输入电压下的最低输出电压
  2. 频率折返‌:在接近Dropout时(VIN≈VOUT),器件会自动降低开关频率以保持调节
  3. 热管理‌:SOT583封装的θJA为116.7°C/W,在3A输出时需要特别注意PCB散热设计
  4. 软启动电容‌:选择外部软启动时,电容不应小于4nF以保证正常启动
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