Texas Instruments TPS56424x同步降壓轉(zhuǎn)換器是簡(jiǎn)單易用的高功率密度高效同步降壓轉(zhuǎn)換器。這些器件支持3V至16V輸入電壓范圍和高達(dá)4A連續(xù)電流，采用SOT-563封裝。

數(shù)據(jù)手冊(cè)：*附件：Texas Instruments TPS56424x同步降壓轉(zhuǎn)換器數(shù)據(jù)手冊(cè).pdf

Texas Instruments TPS56424x使用D-CAP3拓?fù)涮峁┛焖偎矐B(tài)響應(yīng)并支持低ESR輸出電容器，無(wú)需外部補(bǔ)償。該器件具有GND和AGND兩個(gè)接地端，將其連接在一起可獲得出色的熱性能。AGND還提供良好的負(fù)載和線路調(diào)節(jié)。該器件支持高達(dá)95%的占空比運(yùn)行。

TPS564242采用ECO模式運(yùn)行，可在輕負(fù)載運(yùn)行期間保持高效率。TPS564247采用FCCM模式運(yùn)行，可在所有負(fù)載條件下保持相同的頻率和較低的輸出紋波。該器件通過(guò)OVP、OCP、UVLO、OTP和UVP（斷續(xù)模式）提供全面保護(hù)。該器件采用1.6mm × 1.6mm SOT563封裝，具有經(jīng)過(guò)優(yōu)化的引腳排列，有助于輕松實(shí)現(xiàn)PCB布局。額定結(jié)溫范圍為-40°C至125°C。

特性

• 配置用于各種應(yīng)用
  • 輸入電壓范圍：3V至16V
  • 輸出電壓范圍：0.6V至7V
  • 參考電壓：0.6V
  • 參考精度：±1%（25°C時(shí)）
  • 參考精度：±1.5%（–40°C至125°C時(shí)）
  • 集成28.8mΩ和15.4mΩ DSON FET
  • 低靜態(tài)電流：120μA
  • 開(kāi)關(guān)頻率：1.2MHz
  • 支持95%最大占空比運(yùn)行
  • 精密EN閾值電壓
  • 固定軟啟動(dòng)時(shí)間：1.39ms（典型值）
• 解決方案尺寸小巧且易于使用
  • 輕負(fù)載下TPS564242采用ECO模式，TPS564247采用FCCM模式
  • 完整P2P產(chǎn)品系列的一部分，包括適用于4A/5A/6A和FCCM/DCM運(yùn)行模式的解決方案
  • D-CAP3?控制拓?fù)?/li>
  • 支持帶預(yù)偏置輸出的啟動(dòng)
  • 非鎖存OV/OT/UVLO保護(hù)
  • UV保護(hù)的斷續(xù)模式
  • 逐周期OC和NOC限制
  • 6引腳SOT563封裝

功能框圖

TPS56424x同步降壓轉(zhuǎn)換器技術(shù)分析與應(yīng)用指南

一、產(chǎn)品概述

TPS56424x系列是德州儀器(TI)推出的高效率同步降壓轉(zhuǎn)換器，采用緊湊的SOT-563封裝(1.6mm×1.6mm)。該系列包含兩個(gè)型號(hào)：

• ?TPS564242?：支持Eco-mode節(jié)能模式
• ?TPS564247?：支持強(qiáng)制連續(xù)導(dǎo)通模式(FCCM)

主要技術(shù)特點(diǎn)：

• 寬輸入電壓范圍：3V至16V
• 可調(diào)輸出電壓范圍：0.6V至7V
• 4A連續(xù)輸出電流能力
• 集成28.8mΩ(高邊)和15.4mΩ(低邊)MOSFET
• 1.2MHz固定開(kāi)關(guān)頻率
• D-CAP3?控制拓?fù)?，無(wú)需外部補(bǔ)償
• 120μA超低靜態(tài)電流(IQ)

二、關(guān)鍵性能參數(shù)

1. 電氣特性

2. 熱性能

在12V輸入、1.05V輸出、4A負(fù)載條件下，器件結(jié)溫約85°C(環(huán)境溫度25°C)。采用SOT-563封裝的θJA為131.1°C/W。

三、核心技術(shù)解析

1. D-CAP3控制拓?fù)?/h3>

TPS56424x采用TI專利的D-CAP3控制架構(gòu)，具有以下優(yōu)勢(shì)：

• 自適應(yīng)導(dǎo)通時(shí)間控制
• 內(nèi)部補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò)，無(wú)需外部補(bǔ)償元件
• 支持低ESR陶瓷電容
• 快速瞬態(tài)響應(yīng)

2. 工作模式差異

• ? TPS564242(Eco-mode) ?：
  • 輕載時(shí)自動(dòng)進(jìn)入斷續(xù)導(dǎo)通模式(DCM)
  • 通過(guò)降低開(kāi)關(guān)頻率提高輕載效率
  • 典型輕載效率>90%(12V轉(zhuǎn)1.05V)
• ? TPS564247(FCCM模式) ?：
  • 全負(fù)載范圍內(nèi)保持連續(xù)導(dǎo)通模式
  • 固定開(kāi)關(guān)頻率，輸出紋波更小
  • 適合對(duì)噪聲敏感的應(yīng)用

3. 保護(hù)功能

• 過(guò)壓保護(hù)(OVP)：觸發(fā)閾值120%VOUT
• 欠壓保護(hù)(UVP)：觸發(fā)閾值60%VOUT
• 過(guò)流保護(hù)(OCP)：谷值電流檢測(cè)
• 熱關(guān)斷(OTP)：155°C觸發(fā)
• 負(fù)電流保護(hù)(NOC)：僅TPS564247

四、典型應(yīng)用設(shè)計(jì)

1. 網(wǎng)絡(luò)攝像頭電源方案

• 輸入：12V PoE
• 輸出：3.3V@1A(為圖像傳感器供電)
• 關(guān)鍵設(shè)計(jì)：
  • 電感選擇：1.5μH(如WE744311150)
  • 輸出電容：4×22μF MLCC
  • 反饋電阻：R1=135kΩ, R2=30kΩ
  • 工作模式：推薦TPS564242(Eco-mode)

2. 固態(tài)硬盤(SSD)供電

• 輸入：5V總線
• 輸出：1.8V@2A(為NAND閃存供電)
• 設(shè)計(jì)要點(diǎn)：
  • 增加輸入電容(2×10μF陶瓷電容)
  • 使用TPS564247(FCCM模式)降低紋波
  • 添加10pF前饋電容(CFF)改善瞬態(tài)響應(yīng)

3. 工業(yè)傳感器供電

• 輸入：24V降壓至12V中間總線
• 輸出：5V@1.5A
• 注意事項(xiàng)：
  • 確保輸入不超過(guò)16V極限值
  • 選擇耐壓足夠的電感(如30V額定)
  • 考慮添加TVS二極管保護(hù)輸入

五、PCB布局指南

1. ?功率回路布局?：
   • 保持VIN-SW-GND回路面積最小化
   • 使用寬銅箔降低寄生阻抗
   • 輸入電容盡量靠近VIN和GND引腳
2. ?信號(hào)走線建議?：
   • FB走線遠(yuǎn)離高噪聲區(qū)域(SW節(jié)點(diǎn))
   • AGND與功率GND單點(diǎn)連接
   • EN信號(hào)可添加RC濾波(如1kΩ+100nF)
3. ?熱設(shè)計(jì)考慮?：
   • 充分利用PCB銅箔散熱
   • 必要時(shí)添加散熱過(guò)孔
   • 避免在高環(huán)境溫度下滿負(fù)載運(yùn)行

六、設(shè)計(jì)驗(yàn)證與調(diào)試

1. 常見(jiàn)問(wèn)題排查

2. 關(guān)鍵測(cè)試點(diǎn)

• ?SW節(jié)點(diǎn)?：觀察開(kāi)關(guān)波形是否干凈
• ?FB引腳?：測(cè)量直流電壓應(yīng)為600mV±1%
• ?輸出紋波?：建議<2%VOUT(AC耦合測(cè)量)