Texas Instruments TPS62933/TPS62932是一款易于使用的高效同步降壓轉(zhuǎn)換器，具有3.8V至30V的寬輸入電壓范圍，并支持高達(dá)3A (TPS62933)/2A (TPS62932)的持續(xù)輸出電流和0.8V至22V的輸出電壓。

數(shù)據(jù)手冊(cè)：*附件：Texas Instruments TPS62933，TPS62932降壓轉(zhuǎn)換器數(shù)據(jù)手冊(cè).pdf

該器件采用定頻峰值電流控制模式，可實(shí)現(xiàn)快速瞬態(tài)響應(yīng)以及出色的線路和負(fù)載調(diào)節(jié)。內(nèi)部環(huán)路補(bǔ)償經(jīng)過優(yōu)化，無需使用外部補(bǔ)償元件。脈沖頻率調(diào)制 (PFM) 模式使輕載效率最大化。該ULQ（超低靜態(tài)電流）特性非常有益于在低功耗運(yùn)行時(shí)延長(zhǎng)電池壽命。在200kHz至2.2MHz范圍內(nèi)，可以通過配置RT引腳來設(shè)置開關(guān)頻率，使用戶優(yōu)化系統(tǒng)效率、解決方案尺寸和帶寬。軟啟動(dòng)時(shí)間可以通過在SS引腳處的外部電容來調(diào)節(jié)，這樣可以在驅(qū)動(dòng)大電容性負(fù)載時(shí)最小化浪涌電流。該器件還具有擴(kuò)展頻譜的性能，有助于降低EMI噪聲。

Texas Instruments TPS62933/TPS62932采用小型SOT583 (1.6mm × 2.1mm) 封裝，引腳間距為0.5mm，并且具有經(jīng)過優(yōu)化的引腳排列，便于PCB布局，促進(jìn)良好的EMI性能。

特性

• 解決方案尺寸小巧且易于使用
  • 具有內(nèi)部補(bǔ)償?shù)姆逯惦娏髂Ｊ?/li>
  • 可實(shí)現(xiàn)高輕載效率的脈沖頻率調(diào)制 (PFM)
  • 可調(diào)軟啟動(dòng)時(shí)間
  • 可選頻率：200kHz至2.2MHz
  • 低電磁干擾，具有擴(kuò)展頻譜性能
  • 支持帶預(yù)偏置輸出的啟動(dòng)
  • 用于高側(cè)和低側(cè)MOSFET的逐周期過流限制
  • 非閉鎖OTP、OCP、OVP、UVP和UVLO保護(hù)
  • 1.6mm × 2.1mm SOT583
• 配置用于各種應(yīng)用
  • 輸入電壓范圍：3.8V至30V
  • 輸出電壓范圍：0.8V至22V
  • 超低靜態(tài)電流：12μA（典型值）
  • 集成式76mΩ和32mΩ MOSFET
  • 0.8V ± 1%基準(zhǔn)電壓
  • 最大占空比：98%
  • 精密EN閾值
  • 3A (TPS62933) 和2A (TPS62932) 持續(xù)輸出電流
  • 工作結(jié)溫范圍：–40°C至150°C

功能框圖

Texas Instruments TPS6293x系列同步降壓轉(zhuǎn)換器技術(shù)解析

一、產(chǎn)品概述

TPS6293x是德州儀器(TI)推出的一系列高效率同步降壓轉(zhuǎn)換器，包含TPS62932(2A)、TPS62933(3A)及其衍生型號(hào)(TPS62933F/P/O)。該系列采用1.6mm×2.1mm SOT583封裝，引腳間距0.5mm，專為空間受限的工業(yè)應(yīng)用而設(shè)計(jì)。

?關(guān)鍵特性?：

• ?寬輸入范圍?：3.8V至30V工作電壓
• ?高輸出能力?：0.8V至22V可調(diào)輸出，最高3A連續(xù)電流
• ?超高效率?：集成76mΩ(HS)和32mΩ(LS)MOSFET，效率高達(dá)98%
• ?靈活配置?：
  • 可編程200kHz至2.2MHz開關(guān)頻率
  • 多種工作模式可選(PFM/FCCM/OOA)
  • 精密使能閾值(±1.28V)和可調(diào)UVLO
• ?全面保護(hù)?：過流、過熱、過壓/欠壓保護(hù)
• ?超低靜態(tài)電流?：12μA(典型值)

二、核心架構(gòu)分析

1. 控制模式

TPS6293x采用?峰值電流模式控制?架構(gòu)，具有以下技術(shù)優(yōu)勢(shì)：

• 內(nèi)置補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò)，無需外部補(bǔ)償元件
• 快速瞬態(tài)響應(yīng)(典型帶寬49.4kHz)
• 優(yōu)異的線性/負(fù)載調(diào)整率(±1%精度)

2. 工作模式選擇

3. 關(guān)鍵電路設(shè)計(jì)

?頻率編程?：

• RT引腳浮空：500kHz(默認(rèn))
• RT接地：1.2MHz
• RT接電阻：200kHz-2.2MHz可調(diào)

?軟啟動(dòng)?：

• 通過SS引腳電容設(shè)置(4.5-6.5μA恒流充電)
• 最小軟啟動(dòng)時(shí)間1ms(CSS≥6.8nF)

?EMI優(yōu)化?：

• 頻率擴(kuò)頻技術(shù)(±6%調(diào)制)
• 優(yōu)化的引腳布局降低開關(guān)節(jié)點(diǎn)輻射

三、典型應(yīng)用設(shè)計(jì)指南

1. 外圍元件選型

?電感選擇?：

• 計(jì)算公式：L = (VIN_MAX - VOUT) × VOUT / (fSW × K × IOUT_MAX × VIN_MAX)
• 推薦值：
  • 3.3V輸出：4.7μH@500kHz，2.2μH@1.2MHz
  • 5V輸出：6.8μH@500kHz，3.3μH@1.2MHz
• 飽和電流需>IHS_LIMIT(5.8A最大)

?輸入電容?：

• 最低要求：10μF陶瓷電容+X7R/X5R介質(zhì)
• 布局要點(diǎn)：盡量靠近VIN引腳，并聯(lián)0.1μF高頻去耦

?輸出電容?：

• 紋波計(jì)算：ΔVOUT = ΔIL×(ESR + 1/(8×fSW×COUT))
• 推薦組合：
  • 3.3V輸出：2×22μF MLCC
  • 5V輸出：44μF總?cè)萘?如2×22μF)

2. PCB布局要點(diǎn)

1. ?功率回路最小化?：
   • 輸入電容→VIN→SW→GND形成最短路徑
   • 使用寬銅箔(≥50mil)降低寄生電感
2. ?熱管理設(shè)計(jì)?：
   • 充分利用底層銅箔散熱
   • 添加散熱過孔陣列(建議φ0.3mm，間距1mm)
3. ?信號(hào)布線?：
   • FB走線遠(yuǎn)離開關(guān)節(jié)點(diǎn)
   • 采用星型接地減少噪聲耦合

四、性能實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)

1. 效率曲線(典型值)

2. 動(dòng)態(tài)響應(yīng)特性

• 負(fù)載瞬變(0.5A→2.5A)：輸出電壓偏差<50mV
• 恢復(fù)時(shí)間：<20μs

3. 熱性能

• 結(jié)到環(huán)境熱阻(RθJA)：46.1°C/W(JEDEC標(biāo)準(zhǔn))
• EVM實(shí)測(cè)RθJA：25.6°C/W

五、典型應(yīng)用場(chǎng)景

1. ?工業(yè)自動(dòng)化?：
   • PLC模塊的24V轉(zhuǎn)5V/3.3V電源
   • 工業(yè)PC的POL供電
2. ?消費(fèi)電子?：
   • 智能音箱的19V轉(zhuǎn)12V主電源
   • 投影儀的LED驅(qū)動(dòng)電源
3. ?通信設(shè)備?：
   • 5G小基站的射頻供電
   • 光模塊的偏置電源
4. ?醫(yī)療設(shè)備?：
   • 便攜式醫(yī)療儀器的電池管理
   • 超聲探頭的高精度模擬供電

六、設(shè)計(jì)注意事項(xiàng)

1. ?最小導(dǎo)通時(shí)間限制?：
   • tON_MIN=70ns限制最大輸入電壓
   • 公式：VIN_MAX ≤ VOUT / (tON_MIN × fSW)
2. ?低壓差操作?：
   • 頻率自動(dòng)降低維持調(diào)節(jié)
   • 最小壓差：150mV@1A負(fù)載
3. ?保護(hù)功能?：
   • 過流保護(hù)響應(yīng)時(shí)間<256μs
   • 熱關(guān)斷閾值165°C(30°C遲滯)
4. ?并聯(lián)應(yīng)用?：
   • 可通過均流電阻實(shí)現(xiàn)電流擴(kuò)展
   • 需調(diào)整RNR/SS和CNR/SS參數(shù)