Texas Instruments TPS543B25和TPS543B25T同步SWIFT? 降压转换器是一款高效率18V、25A降压转换器,采用内部补偿的定频高级电流模式(ACM)控制架构。此系列转换器在FCCM下工作,可产生0.5V至7V的输出电压。固定频率控制器的工作频率为500kHz至2.2MHz,且可通过SYNC引脚与外部时钟同步。其他功能包括高精度电压基准、双线遥感、可选软启动时间、可选电流限制以及全套故障保护。TPS543B25和TPS543B25T转换器适用于光纤网络、测试与测量以及医疗保健应用。
数据手册:
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25A和20A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
TPS543B25同步降压转换器技术解析与应用指南
产品概述
TPS543B25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?:25A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
- ?远程电压检测?:集成差分远程检测放大器(RSA)
- ?多重保护机制?:过压/欠压/过流/过热保护
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 |
开关频率 | RFSEL=11.8kΩ | 900 | 1000 | 1100 | kHz |
效率 | VIN=12V, VOUT=1V | - | 95% | - | - |
静态电流 | 非开关模式 | - | 3.8 | 5.5 | mA |
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36A/低边27.5A(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:0.15μH~0.3μH(根据纹波要求) - ?输出电容?:
最小计算公式:COUT > ΔIOUT/(2π×fSW×ΔVOUT)
推荐配置:6×100μF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/25A电源设计
- ?输入电压?:12V
- ?开关频率?:1MHz
- ?关键元件?:
- 电感:0.15μH, 0.39mΩ
- 输出电容:6×100μF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
- 满载时预计温升:45°C(12V输入,1V/25A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
TPS543B25凭借其高集成度和先进控制架构,特别适用于通信基础设施、测试测量等高密度电源应用。设计时应特别注意功率路径布局和热管理,以充分发挥器件性能。
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