Texas Instruments TPS631010/TPS631011降壓-升壓轉(zhuǎn)換器是一款恒定頻率峰值電流模式控制降壓-升壓轉(zhuǎn)換器，采用微型晶圓芯片級(jí)封裝。該降壓-升壓式轉(zhuǎn)換器的工作輸出電流為1.5A，輸入電壓范圍為1.6V至5.5V。當(dāng)輸入電壓近似等于輸出電壓時(shí)，TPS631010/TPS631011轉(zhuǎn)換器自動(dòng)以升壓、降壓或3周期降壓-升壓模式運(yùn)行。該降壓-升壓式轉(zhuǎn)換器在8μA靜態(tài)電流和省電模式下工作，可在輕負(fù)載至空載條件下實(shí)現(xiàn)最高效率。TPS631010/TPS631011轉(zhuǎn)換器非常適合用于TWS、系統(tǒng)前置穩(wěn)壓器、負(fù)載點(diǎn)調(diào)節(jié)、指紋、攝像頭傳感器和穩(wěn)壓器。

數(shù)據(jù)手冊(cè)：*附件：Texas Instruments TPS631010，TPS631011降壓-升壓轉(zhuǎn)換器數(shù)據(jù)手冊(cè).pdf

特性

• 輸入電壓范圍：1.6V至5.5V
  • 器件輸入電壓：>1.65V（啟動(dòng)）
• 輸出電壓范圍：1.2 V至5.5 V（可調(diào)）
• 高輸出電流能力：3 A峰值開(kāi)關(guān)電流
  • VIN ≥ 3V、VOUT = 3.3V時(shí)，輸出電流為2A
  • VIN ≥ 2.7V、VOUT = 3.3V時(shí)，輸出電流為1.5A
• 在整個(gè)負(fù)載范圍內(nèi)具有高效率
  • 靜態(tài)電流：8μA（典型值）
  • 可配置自動(dòng)省電模式和強(qiáng)制PWM模式
• 峰值電流降壓-升壓模式架構(gòu)
  • 無(wú)縫模式轉(zhuǎn)換
  • 正向和反向電流操作
  • 啟動(dòng)至預(yù)偏置輸出
  • 固定頻率運(yùn)行，2MHz開(kāi)關(guān)頻率
• 安全可靠的運(yùn)行特性
  • 過(guò)流和短路保護(hù)
  • 集成軟啟動(dòng)，采用有源斜坡
  • 過(guò)熱和過(guò)壓保護(hù)
  • 帶負(fù)載斷開(kāi)的真正關(guān)斷功能
  • 正向和后向電流限制
• 工作溫度范圍：-40 °C至125 °C
• 較小的解決方案尺寸
  • 小尺寸1 μH電感器
  • 1.803mm x 0.905mm（WCSP）

框圖

典型應(yīng)用電路

TPS631010/TPS631011 降壓-升壓轉(zhuǎn)換器技術(shù)解析與應(yīng)用指南

一、產(chǎn)品概述

TPS631010和TPS631011是德州儀器(TI)推出的高性能降壓-升壓DC/DC轉(zhuǎn)換器，采用創(chuàng)新的1.803mm×0.905mm WCSP封裝。這兩款器件專為輸入電壓可能高于或低于輸出電壓的應(yīng)用場(chǎng)景設(shè)計(jì)，適用于TWS耳機(jī)、智能鎖、光通信模塊等領(lǐng)域。

?核心特性?：

• ?寬輸入電壓范圍?：1.6V至5.5V（啟動(dòng)需>1.65V）
• ?寬輸出電壓范圍?：1.2V至5.5V（可調(diào)，PFM模式下支持1.0V）
• ?高輸出電流?：3A峰值開(kāi)關(guān)電流（VIN≥3V時(shí)2A連續(xù)輸出）
• ?多種工作模式?：支持PFM/PWM自動(dòng)切換和強(qiáng)制PWM模式
• ?高效率設(shè)計(jì)?：8μA典型靜態(tài)電流，輕載效率優(yōu)化
• ?全面保護(hù)功能?：過(guò)流/短路/過(guò)溫/過(guò)壓保護(hù)
• ?超小型封裝?：集成1μH電感，解決方案尺寸極小

二、關(guān)鍵技術(shù)創(chuàng)新

1. 峰值電流模式控制架構(gòu)

• 采用固定頻率(2MHz)峰值電流模式控制
• 無(wú)縫切換降壓/升壓/降壓-升壓三種工作模式
• 支持正向和反向電流操作
• 預(yù)偏置輸出啟動(dòng)能力

2. 智能模式管理

• ?自動(dòng)PFM模式?：輕載時(shí)自動(dòng)進(jìn)入PFM提高效率
• ?強(qiáng)制PWM模式?：保持固定頻率降低輸出紋波
• ?輸出放電功能?(僅TPS631011)：EN禁用時(shí)主動(dòng)放電

3. 集成化設(shè)計(jì)

• 集成6.5mΩ高邊和2mΩ低邊MOSFET
• 內(nèi)置自舉二極管
• 支持100V/ns開(kāi)關(guān)邊沿速率

三、電氣特性詳解

1. 極限參數(shù)

2. 典型性能(VIN=3.8V, VOUT=3.3V)

• ?效率曲線?：
  • 峰值效率達(dá)95%(3.3V輸出)
  • 輕載效率>90%(PFM模式)
• ?靜態(tài)電流?：
  • 關(guān)斷模式：0.9μA(最大)
  • 工作模式：6.1μA(最大)
• ?保護(hù)特性?：
  • 過(guò)壓保護(hù)閾值：5.75V(典型)
  • 熱關(guān)斷閾值：160°C

四、行業(yè)應(yīng)用方案

1. 消費(fèi)電子

• TWS耳機(jī)充電倉(cāng)
• 智能門鎖電源
• 便攜設(shè)備POL電源

2. 通信設(shè)備

• 光模塊電源穩(wěn)壓
• 5G小基站供電
• 交換機(jī)/路由器

3. 工業(yè)系統(tǒng)

• 傳感器電源
• 數(shù)據(jù)采集設(shè)備
• 測(cè)試測(cè)量儀器

五、設(shè)計(jì)注意事項(xiàng)

1. ?熱管理?：
   • θJA=84°C/W(WCSP封裝)
   • 最大功耗PD=(1-η)×PIN
   • 確保結(jié)溫<125°C
2. ?穩(wěn)定性考量?：
   • 最小輸出電容：
     • 1.2V≤VOUT≤3.6V：10.4μF
     • 3.6V
   • 使用低ESR陶瓷電容
3. ?EMI優(yōu)化?：
   • 優(yōu)化輸入濾波器設(shè)計(jì)
   • 采用屏蔽電感
   • 敏感信號(hào)遠(yuǎn)離開(kāi)關(guān)節(jié)點(diǎn)