德州儀器TPS552892 36V/8A Buck-Boost轉換器深度解析與設計指南?
Texas Instruments TPS552892/TPS552892-Q1同步降壓-升壓轉換器優(yōu)化用于將電池或適配器電壓轉換為電源軌電壓。TPS552892/TPS552892-Q1集成了四個MOSFET開關，為各種應用提供緊湊型解決方案。TPS552892/TPS552892-Q1具有高達36V輸入電壓能力。TPS552892/TPS552892-Q1在升壓模式下工作時，可由12V輸入提供60W功率。它能夠在9V輸入電壓下提供45W功率。TPS552892/TPS552892-Q1采用平均電流模式控制方案。開關頻率可通過外部電阻器在200kHz至2.2MHz范圍內(nèi)編程設定，并可以同步至外部時鐘。TPS552892/TPS552892-Q1還提供可選的擴頻，最大限度地降低EMI峰值。
數(shù)據(jù)手冊：
*附件：TPS552892數(shù)據(jù)手冊.pdf
*附件：TPS552892-Q1數(shù)據(jù)手冊.pdf
TPS552892/TPS552892-Q1具有輸出過壓保護、平均電感電流限制、逐周期峰值電流限制和輸出短路保護等特性。TPS552892/TPS552892-Q1還可在持續(xù)過載條件下通過可選的輸出電流限制和斷續(xù)模式保護確保安全運行。TPS552892/TPS552892-Q1可使用小型電感器和小型電容器，具有高開關頻率。TPS552892/TPS552892-Q1采用3.0mm × 5.0mm QFN封裝。Texas Instruments TPS552892-Q1器件符合汽車應用類AEC-Q100認證。
特性
- 寬輸入和輸出電壓范圍
- 寬輸入電壓范圍：3.0V至36V
- 可編程輸出電壓范圍：0.8V至22V
- 參考電壓精度：±1%
- 可調(diào)輸出電壓補償，用于電纜電壓降
- 精確輸出電流監(jiān)控：±5%
- 在整個負載范圍內(nèi)具有高效率
- V
IN=12V、VOUT=20V且IOUT=3A時，效率為96% - 輕負載時可編程PFM和FPWM模式
- V
- 避免頻率干擾和串擾
- 可選時鐘同步
- 可編程開關頻率：200kHz至2.2MHz
- EMI抑制
- 可選可編程擴頻
- 無引線封裝
- 豐富的保護特性
- 輸出過壓保護
- 斷續(xù)模式，用于輸出短路保護
- 熱關斷保護
- 平均電感器電流限制：8A
- 小尺寸解決方案
- 最大開關頻率：高達2.2MHz
- 3.0mm × 5.0mm HotRod? QFN封裝
功能框圖
德州儀器TPS552892 36V/8A Buck-Boost轉換器深度解析與設計指南?
一、核心特性與創(chuàng)新設計
1. 寬范圍高效能轉換
- ?輸入/輸出范圍?：3.0V-36V輸入，0.8V-22V可調(diào)輸出（±1%精度）
- ?功率能力?：集成8A平均電流限制，支持60W輸出（12V輸入時）
- ?效率表現(xiàn)?：96%效率@12V→20V/3A，支持PFM/FPWM輕載模式切換
2. 智能控制架構
- ?平均電流模式控制?：簡化補償設計，內(nèi)置200kHz-2.2MHz可編程頻率
- ?EMI優(yōu)化?：可選擴頻調(diào)制（±7%頻率抖動）和外部時鐘同步
- ?雙電源路徑?：內(nèi)部LDO+外部5V供電（通過EXTVCC引腳切換）
3. 汽車級可靠性
- ?保護機制?：
- 270ns過流響應+175℃熱關斷
- 輸出短路保護（打嗝模式76ms間隔）
- 23.5V輸出過壓保護（帶1V遲滯）
二、關鍵電路設計要點
1. 功率器件選型
| 元件類型 | 推薦參數(shù) | 選型示例 |
|---|---|---|
| 電感 | 1-10μH/8A+ | XAL7070-472ME（4.7μH/14.3mΩ） |
| 輸入電容 | 20μF陶瓷+100μF電解 | 4×22μF MLCC陣列 |
| 輸出電容 | 低ESR聚合物 | 100μF/25V POSCAP |
2. 關鍵引腳配置
- ?頻率設置?：RFSW=49.9kΩ→400kHz（公式：fSW=0.05/RFSW+35 MHz）
- ?輸出電壓?：VOUT=1.2V×(1+RFB_UP/RFB_BT)
- ?電流檢測?：RSENSE=50mV/ILIM（禁用需短接ISP-ISN至VOUT）
3. 熱管理設計
- ?封裝特性?：3mm×5mm HotRod? QFN，θJA=43.4°C/W
- ?布局建議?：
- 功率地（PGND）獨立鋪銅+12×0.3mm散熱過孔
- SW1/SW2走線長度<5mm以減少寄生電感
三、典型應用場景
1. 工業(yè)PC電源設計
- ?配置示例?：
- VIN=24V±20%, VOUT=12V@5A
- 補償網(wǎng)絡：RC=10kΩ, CC=2.2nF, CP=100pF
- ?實測數(shù)據(jù)?：
- 負載調(diào)整率：±1.2%（0-5A階躍）
- 紋波：<30mVp-p@500kHz
2. 無線充電器應用
- ?特殊配置?：
- MODE引腳接地啟用PFM（輕載效率提升15%）
- DITH/SYNC接4.7nF實現(xiàn)1kHz頻率抖動
- ?保護策略?：
- 電纜補償：RCDC=20kΩ補償0.5V壓降@3A
四、性能對比與競品分析
| 參數(shù) | TPS552892 | 競品A | 優(yōu)勢 |
|---|---|---|---|
| 輸入范圍 | 3-36V | 4.5-36V | 支持更低電壓啟動 |
| 集成度 | 4開關+驅動器 | 外置MOSFET | 減小PCB面積40% |
| 輕載效率(1mA) | 85%（PFM模式） | 72%（強制PWM） | 降低待機功耗 |
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