Texas Instruments TPS543A22同步SWIFT? 降压转换器是一款高效18V、12A同步降压转换器,采用内部补偿、固定频率高级电流模式 (ACM) 控制架构。该器件始终在FCCM下工作,产生0.5V至7V的输出电压。该器件在高达2.2MHz的开关频率下工作都能具有高效率,因此非常适合用于需要小解决方案尺寸的设计。固定频率控制器可以在500kHz至2.2MHz范围内运行,并且可以通过SYNC引脚与外部时钟同步。其他特性包括高精度电压基准、双线远程检测、可选软启动时间、单调启动至预偏置输出、可选电流限制、通过EN引脚调节UVLO以及全套故障保护。Texas Instruments TPS543A22采用小型2.5mm × 4.5mm HotRod? WQFN-FCLF封装。
数据手册:*附件:Texas Instruments TPS543A22同步SWIFT?降压转换器数据手册.pdf
特性
- 固定频率、内部补偿、高级电流模式 (ACM) 控制
- 集成6.5mΩ和6.5mΩ MOSFET
- 输入电压范围:4V至18V
- 输出电压范围:0.5V至7V
- 真差分遥感放大器 (RSA)
- 三个可选PWM斜坡选项,优化控制环路性能
- 五个可选开关频率(500kHz、750kHz、1MHz、1.5MHz和2.2MHz)
- 可与外部时钟同步
- 电压基准精度:0.5V、±0.5%(整个温度范围内)
- 1ms、2ms、4ms和8ms可选软启动时间
- 单调启动至预偏置输出
- 可选的电流限制,支持12A和8A运行
- 使能,带可调输入欠压闭锁
- 电源正常输出监视器
- 输出过压、输出欠压、输入欠压、过流和过热保护
- 工作结温范围:-40°C至150°C
- 2.5mm × 4.5mm、17引脚WQFN-HR封装,间距为0.5mm
- 无铅(符合RoHS标准)
功能框图
TPS543A22同步降压转换器技术解析与应用指南
产品概述
TPS543A22是德州仪器(TI)推出的高性能同步降压转换器,具有以下核心特性:
- ?宽输入电压范围?:4V至18V
- ?大电流输出?:12A连续输出电流
- ?高效率设计?:集成6.5mΩ(高边)和2mΩ(低边)MOSFET
- ?先进控制架构?:固定频率内部补偿的先进电流模式(ACM)控制
- ?多频率选择?:支持500kHz、750kHz、1MHz、1.5MHz和2.2MHz五种开关频率
- ?热增强封装?:2.5mm×4.5mm WQFN-HR封装
关键性能参数
1. 电气规格
参数 | 条件 | 最小值 | 典型值 | 最大值 | 单位 |
---|---|---|---|---|---|
输入电压 | - | 4 | - | 18 | V |
输出电压 | 可调范围 | 0.5 | - | 7 | V |
输出电流 | VIN≥3V | 0 | - | 12 | A |
开关频率 | RFSEL=11.8kΩ | 900 | 1000 | 1100 | kHz |
效率 | VIN=12V, VOUT=1V | - | 95% | - | - |
2. 保护特性
- 输出过压保护(OVP):触发点为输出电压的120%
- 输出欠压保护(UVP):触发点为输出电压的80%
- 过流保护:高边17.5A/低边13.2A(高限模式)
- 热关断:165°C触发,12°C滞后
硬件设计要点
1. 功率级设计
- ?电感选择?:
计算公式:L = (VIN - VOUT) × VOUT / (ΔI × VIN × fSW)
推荐值:0.3μH~1μH(根据电流纹波要求) - ?输出电容?:
最小计算公式:COUT > ΔIOUT/(2π×fSW×ΔVOUT)
推荐配置:4×100μF陶瓷电容并联 - ?输入电容?:
最低要求:10μF陶瓷电容(每侧VIN引脚)
推荐配置:2×22μF + 2×10μF + 2×1μF陶瓷电容
2. 关键外围电路
?反馈网络?:
RFBT = RFBB × (VOUT/0.5V - 1)
推荐RFBB=4.99kΩ(1%精度)?频率设置?:
通过SYNC/FSEL引脚电阻选择:频率(kHz) 电阻值(kΩ) 500 24.3 1000 11.8 2200 4.99 ?工作模式配置?:
通过MSEL引脚电阻选择:- 电流限制(高/低)
- 软启动时间(1/2/4/8ms)
- 斜坡电容(1/2/4pF)
典型应用电路
1. 1.0V/12A电源设计
- ?输入电压?:12V
- ?开关频率?:1MHz
- ?关键元件?:
- 电感:0.3μH, 0.39mΩ
- 输出电容:4×100μF陶瓷
- 反馈电阻:RFBT=4.99kΩ, RFBB=4.99kΩ
- 前馈电容:180pF
2. 布局建议
- ?功率路径?:
- VIN/SW走线尽可能宽
- 使用多个过孔连接PGND
- ?敏感信号?:
- FB走线远离开关节点
- AGND单点连接到PGND
- ?热管理?:
- 裸露焊盘充分焊接
- 考虑添加散热过孔
设计注意事项
- ?热性能?:
- 结到环境热阻:33.9°C/W(JEDEC标准)
- 满载时预计温升:45°C(12V输入,1V/12A输出)
- ?稳定性优化?:
- 根据LC谐振频率选择斜坡电容
- 添加前馈电容改善相位裕度
- 建议相位裕度>45°
- ?保护功能?:
- 启用电源好(PG)监控
- 合理配置UVLO阈值
- 预留测试点用于故障诊断
-
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