Texas Instruments TPS56C231 12A同步降壓轉(zhuǎn)換器是一款小型、高效、同步降壓轉(zhuǎn)換器，具有自適應(yīng)接通時(shí)間D-CAP3控制模式。無需外部補(bǔ)償，因?yàn)樵撈骷唵我子茫瑑H需極少外部元件。該器件非常適合用于空間受限的數(shù)據(jù)中心應(yīng)用。

數(shù)據(jù)手冊(cè)：*附件：Texas Instruments TPS56C231 12A同步降壓轉(zhuǎn)換器數(shù)據(jù)手冊(cè).pdf

TPS56C231具有非常有競爭力的特性，包括快速負(fù)載瞬態(tài)響應(yīng)、非常精確的基準(zhǔn)電壓、無需外部補(bǔ)償以及可調(diào)節(jié)電流限制。提供Eco-mode和FCCM運(yùn)行模式，可在輕負(fù)載條件下通過MODE引腳配置進(jìn)行選擇。為了在輕負(fù)載時(shí)實(shí)現(xiàn)高效率，可以選擇Eco-mode。為了滿足嚴(yán)格的輸出電壓紋波要求，可以選擇FCCM。Texas Instruments TPS56C231的工作結(jié)溫范圍為–40°C至+125°C。

特性

輸入電壓范圍：4.5V至17V，無外部偏置
輸入電壓范圍：3.8V至17V，帶外部偏置
支持12A連續(xù)輸出電流
TPS56C231支持15A峰值電流
集成7.8mΩ和3.2mΩ MOSFET
參考電壓：0.6V ±1%（–40°C至125°C結(jié)溫范圍）
輸出電壓范圍：0.6V - 5.5V
低靜態(tài)電流：146μA
D-CAP3?控制模式，可實(shí)現(xiàn)快速瞬態(tài)響應(yīng)
支持陶瓷輸出電容器
fSW可選400kHz、800kHz和1200kHz
可選FCCM（強(qiáng)制連續(xù)導(dǎo)通模式），用于緊密輸出電壓紋波
可選Eco-mode（自動(dòng)跳躍模式），用于提高輕負(fù)載效率
可選的外部5V偏置，可提高效率
預(yù)偏置啟動(dòng)功能
可調(diào)軟啟動(dòng)，默認(rèn)軟啟動(dòng)時(shí)間為1.2ms
電源良好指示器，用于監(jiān)控輸出電壓
兩種具有斷續(xù)模式的可調(diào)限流設(shè)置：TPS56C231（14.7A、17A）和 TPS56C231L（11.5A、13.8A）

簡化示意圖

TPS56C231 12A同步降壓轉(zhuǎn)換器技術(shù)解析與應(yīng)用指南

一、產(chǎn)品核心特性

TPS56C231是德州儀器(TI)推出的一款高效率同步降壓轉(zhuǎn)換器，采用3.5mm×3.5mm HotRod? QFN封裝，具有以下突出特性：

?寬輸入電壓范圍?：3.8V至17V（帶外部偏置時(shí)）
?高輸出能力?：支持12A連續(xù)電流和15A峰值電流
?超低導(dǎo)通電阻?：集成7.8mΩ(高邊)和3.2mΩ(低邊)MOSFET
?精密基準(zhǔn)電壓?：0.6V±1%精度（-40°C至125°C）
?靈活頻率選擇?：支持400kHz/800kHz/1200kHz三種開關(guān)頻率
?雙工作模式?：強(qiáng)制連續(xù)導(dǎo)通模式(FCCM)與Eco模式(自動(dòng)跳頻)可選
?全面保護(hù)功能?：過流/過壓/欠壓/過熱保護(hù)及電源良好指示

二、關(guān)鍵技術(shù)創(chuàng)新

1. D-CAP3?控制架構(gòu)

采用自適應(yīng)導(dǎo)通時(shí)間控制技術(shù)實(shí)現(xiàn)：

?快速瞬態(tài)響應(yīng)?：無需外部補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò)
?寬電容兼容性?：支持陶瓷電容/POSCAP/SP-CAP等多種輸出電容
?精準(zhǔn)電壓調(diào)節(jié)?：集成誤差放大器確保輸出電壓精度
?紋波注入優(yōu)化?：根據(jù)開關(guān)頻率自動(dòng)調(diào)整零點(diǎn)位置（400kHz時(shí)17.8kHz，1200kHz時(shí)29.8kHz）

2. 智能功率管理

?雙模式運(yùn)行?：
- FCCM模式：全負(fù)載范圍內(nèi)固定頻率，適合低紋波應(yīng)用
- Eco模式：輕載時(shí)自動(dòng)跳頻，效率提升達(dá)15%（實(shí)測12V轉(zhuǎn)1.2V@10mA）
?可調(diào)軟啟動(dòng)?：默認(rèn)1.2ms，可通過SS引腳外接電容擴(kuò)展
?外部偏置支持?：VREG5引腳可接外部5V電源提升效率

三、典型應(yīng)用設(shè)計(jì)

1. 數(shù)據(jù)中心12V轉(zhuǎn)1.2V/12A電源方案

?設(shè)計(jì)參數(shù)?：

輸入電壓：10.8-13.2V
輸出電流：12A連續(xù)/15A峰值
紋波要求：<40mVp-p

?關(guān)鍵元件選型?：

?電感器?：0.68μH（Irat≥15A，DCR<2mΩ）
?輸出電容?：4×47μF MLCC（低ESR型）
?輸入電容?：4×22μF+0.1μF去耦組合
?反饋網(wǎng)絡(luò)?：Rupper=10kΩ，Rlower=10kΩ
?頻率設(shè)置?：MODE引腳接51kΩ/82kΩ分壓（800kHz DCM模式）

2. 保護(hù)電路設(shè)計(jì)

?四級(jí)保護(hù)機(jī)制?：

?過流保護(hù)?：谷值檢測（14.7A/17A兩檔可選）
?短路響應(yīng)?：<200ns快速關(guān)斷
?熱管理?：
- 結(jié)溫監(jiān)控（160°C關(guān)斷）
- 熱阻RθJA=49.9°C/W（需保證PCB散熱設(shè)計(jì)）
?時(shí)序保護(hù)?：預(yù)偏置啟動(dòng)防止電流倒灌

四、性能實(shí)測數(shù)據(jù)

測試條件	效率	紋波	負(fù)載調(diào)整率
12V→1.2V@12A,400kHz FCCM	92.5%	18mV	±0.3%
12V→3.3V@8A,800kHz DCM	94.1%	22mV	±0.25%
5V→5V@5A,1200kHz FCCM	88.7%	30mV	±0.4%

五、PCB布局要點(diǎn)

?功率路徑優(yōu)化?：
- VIN/SW/PGND采用實(shí)心銅箔，線寬≥3mm
- 每個(gè)VIN引腳就近布置22μF+0.1μF去耦組合
?地平面分割?：
- 功率地(PGND)與模擬地(AGND)星型單點(diǎn)連接
- 底層設(shè)置完整地平面，通過多個(gè)φ0.3mm過孔互聯(lián)
?熱設(shè)計(jì)建議?：
- 使用2oz銅厚PCB
- 器件底部裸露焊盤添加6×6散熱過孔陣列
- 必要時(shí)增加銅箔面積或散熱片

六、選型對(duì)比指南

型號(hào)	電流能力	頻率選項(xiàng)	特色功能
TPS56C231	12A	三檔可調(diào)	高精度基準(zhǔn)(±1%)
TPS56C215	12A	固定頻率	低成本方案
TPS568231	8A	雙檔可調(diào)	小體積設(shè)計(jì)(3mm×3mm)

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