TPS57140-EP 器件是一款具有集成高側(cè) MOSFET 的 42V、1.5A 降壓穩(wěn)壓器。電流模式控制提供簡(jiǎn)單的外部補(bǔ)償和靈活的元件選擇。低紋波脈沖跳躍模式可將空載穩(wěn)壓輸出電源電流降至 116 μA。使用使能引腳可將關(guān)斷電源電流降至 1.5 μA。

UVLO 在內(nèi)部設(shè)置為 2.5 V，但可以使用使能引腳增加。慢速啟動(dòng)引腳也可配置為排序或跟蹤，用于控制輸出電壓?jiǎn)?dòng)斜坡。開(kāi)漏電源就緒信號(hào)指示輸出在其標(biāo)稱電壓的 92% 至 109% 范圍內(nèi)。

寬開(kāi)關(guān)頻率范圍可實(shí)現(xiàn)效率和外部元件尺寸的優(yōu)化。頻率折返和熱關(guān)斷可在過(guò)載情況下保護(hù)器件。

TPS57140-EP 采用 10 引腳 VSON 封裝 （DRC）。
*附件：tps57140-ep.pdf

特性

• 3.5V 至 42V 輸入電壓范圍
• 200mΩ 高側(cè) MOSFET
• 輕負(fù)載時(shí)效率高，采用脈沖跳躍 Eco 模式?控制方案
• 116μA 工作靜態(tài)電流
• 1.5μA 關(guān)斷電流
• 100kHz 至 2.5MHz 開(kāi)關(guān)頻率
• 與 External Clock 同步
• 可調(diào)慢啟動(dòng)和排序
• 欠壓和過(guò)壓電源正常輸出
• 可調(diào)欠壓鎖定 （UVLO） 電壓和遲滯
• 0.8V 內(nèi)部電壓基準(zhǔn)
• 支持國(guó)防、航空航天和醫(yī)療應(yīng)用
  • 受控基線
  • 一個(gè)裝配和測(cè)試站點(diǎn)
  • 一個(gè)制造工地
  • 適用于軍用 （–55°C 至 125°C） 溫度范圍
  • 延長(zhǎng)產(chǎn)品生命周期
  • 延長(zhǎng)產(chǎn)品變更通知
  • 產(chǎn)品可追溯性

參數(shù)

方框圖

一、產(chǎn)品基本信息

• 型號(hào)與版本 ：TPS57140-EP，文檔編號(hào) SLVSD01B，2015 年 9 月發(fā)布，2019 年 5 月修訂。
• 功能定位 ：42-V 輸入、1.5-A 輸出的降壓 DC/DC 轉(zhuǎn)換器，集成高側(cè) MOSFET，支持 Eco-mode?脈沖跳躍控制，適用于高精度、低功耗電源轉(zhuǎn)換場(chǎng)景。
• 封裝 ：10 引腳 VSON（DRC）封裝，尺寸 3.00 mm×3.00 mm，外露熱焊盤優(yōu)化散熱。

二、關(guān)鍵特性

• 輸入與輸出 ：
  • 輸入電壓范圍 3.5 V 至 42 V，輸出電壓可調(diào)，基于 0.8 V 內(nèi)部基準(zhǔn)電壓。
  • 集成 200 mΩ 高側(cè) MOSFET，支持 1.5 A 連續(xù)輸出電流，峰值電流限制 2.7 A。
• 效率與功耗 ：
  • 輕負(fù)載時(shí)通過(guò) Eco-mode 脈沖跳躍控制提升效率，工作靜態(tài)電流 116 μA，關(guān)斷電流 1.5 μA。
  • 開(kāi)關(guān)頻率 100 kHz 至 2.5 MHz，可同步至外部時(shí)鐘，優(yōu)化電感和電容尺寸。
• 控制與保護(hù) ：
  • 可調(diào)慢啟動(dòng)（SS/TR 引腳）和時(shí)序控制，支持電源良好輸出（PWRGD），指示輸出電壓在標(biāo)稱值的 92% 至 109% 范圍內(nèi)。
  • 可調(diào)欠壓鎖定（UVLO）電壓和滯后，熱關(guān)斷（182°C 觸發(fā)，20°C 滯后），過(guò)流保護(hù)和頻率折返。
• 應(yīng)用適應(yīng)性 ：
  • 支持國(guó)防、航空航天和醫(yī)療應(yīng)用，控制基線穩(wěn)定，單一裝配和測(cè)試站點(diǎn)，單一制造站點(diǎn)。
  • 工作溫度范圍 - 55°C 至 125°C，延長(zhǎng)產(chǎn)品生命周期和變更通知周期。

三、應(yīng)用領(lǐng)域

• 工業(yè)與商業(yè) ：12 V 和 24 V 低功率系統(tǒng)，如工業(yè)自動(dòng)化設(shè)備、通信基礎(chǔ)設(shè)施。
• 汽車售后 ：視頻系統(tǒng)、GPS 導(dǎo)航、車載娛樂(lè)設(shè)備等配件。

四、詳細(xì)描述

• 引腳配置 ：
  • BOOT ：自舉電容連接引腳，為高側(cè) MOSFET 提供偏置電壓。
  • PH ：開(kāi)關(guān)節(jié)點(diǎn)，連接輸出電感和續(xù)流二極管。
  • EN ：使能引腳，拉低禁用，可通過(guò)電阻分壓調(diào)節(jié) UVLO 閾值。
  • RT/CLK ：電阻設(shè)置開(kāi)關(guān)頻率或外部時(shí)鐘同步輸入。
  • SS/TR ：慢啟動(dòng)和跟蹤控制，外接電容設(shè)置輸出上升時(shí)間。
• 工作模式 ：
  • Eco-mode ：輕負(fù)載時(shí)脈沖跳躍，降低開(kāi)關(guān)損耗，維持高效率。
  • 電流模式控制 ：峰值電流檢測(cè)，簡(jiǎn)化外部補(bǔ)償設(shè)計(jì)，支持頻率折返應(yīng)對(duì)過(guò)載。
  • 同步模式 ：通過(guò) RT/CLK 引腳同步至外部時(shí)鐘，減少 EMI 干擾。
• 功能模塊 ：
  • 升壓轉(zhuǎn)換器 ：集成高側(cè) MOSFET，1 MHz 典型開(kāi)關(guān)頻率，支持 100% 占空比。
  • 誤差放大器 ：跨導(dǎo) 97 μS，支持 Type 2A/2B/1 補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò)。
  • 電壓基準(zhǔn) ：0.8 V 內(nèi)部基準(zhǔn)，精度 ±2%，溫度穩(wěn)定性高。

五、規(guī)格參數(shù)

• 絕對(duì)最大額定值 ：
  • 輸入電壓 VIN：-0.3 V 至 47 V，PH 引腳：-1 V 至 47 V。
  • 工作結(jié)溫：-55°C 至 160°C，存儲(chǔ)溫度：-65°C 至 150°C。
  • ESD 評(píng)級(jí)：HBM ±2000 V，CDM ±750 V。
• 推薦工作條件 ：
  • 輸入電壓：3.5 V 至 42 V，結(jié)溫：-55°C 至 85°C。
• 熱信息 ：
  • 結(jié)到環(huán)境熱阻：標(biāo)準(zhǔn)板 56.5°C/W，定制板 61.5°C/W。
  • 結(jié)到板熱阻：20.8°C/W。
• 電氣特性 ：
  • 高側(cè) MOSFET 導(dǎo)通電阻：12 V 輸入時(shí)典型 200 mΩ。
  • 開(kāi)關(guān)頻率精度：±15%（RT 模式）。
  • 電源良好閾值：輸出電壓 <92% 或> 109% 時(shí)斷言。

六、應(yīng)用與實(shí)現(xiàn)

• 設(shè)計(jì)流程 ：
  • 開(kāi)關(guān)頻率選擇 ：根據(jù)輸入 / 輸出電壓和電感值計(jì)算，避免脈沖跳躍和頻率折返限制。
  • 輸出電感 ：基于紋波電流系數(shù)**(K_{IND})**計(jì)算，典型值 10 μH，飽和電流 > 1.62 A。
  • 輸出電容 ：陶瓷電容≥47 μF，ESR<147 mΩ，滿足紋波和瞬態(tài)響應(yīng)要求。
  • 補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò) ：Type 2A 補(bǔ)償，電阻 76.8 kΩ，電容 2700 pF 和 6.8 pF。