Texas Instruments TPS568231同步降壓轉(zhuǎn)換器是一款簡單易用的高效轉(zhuǎn)換器，具有自適應(yīng)接通時(shí)間D-CAP3?控制模式。TPS568231僅需少量外部元件，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：*附件：Texas Instruments TPS568231同步降壓轉(zhuǎn)換器數(shù)據(jù)手冊.pdf

TI TPS568231轉(zhuǎn)換器具有極具競爭力的特性，包括非常精確的基準(zhǔn)電壓、快速負(fù)載瞬態(tài)響應(yīng)以及無需外部補(bǔ)償。此外，該器件還具有可調(diào)電流限制和Ecomode和FCCM工作模式，可通過MODE引腳配置在輕負(fù)載條件下進(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。

TPS568231的工作結(jié)溫范圍為–40°C至125°C，采用18引腳HotRod? QFN封裝。

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8A連續(xù)輸出電流
• 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
• 兩個(gè)可調(diào)電流限制設(shè)置，帶斷續(xù)模式重啟
• 非鎖存UV、OV、OT和UVLO保護(hù)

示意圖

TPS568231同步降壓轉(zhuǎn)換器技術(shù)解析與應(yīng)用指南

一、產(chǎn)品概述

TPS568231是德州儀器(TI)推出的一款高密度同步降壓轉(zhuǎn)換器，采用創(chuàng)新的D-CAP3?控制模式，具有高效能和緊湊設(shè)計(jì)的特點(diǎn)。該器件輸入電壓范圍為3.8V至17V，輸出電流能力高達(dá)8A，適用于數(shù)據(jù)通信、工業(yè)自動(dòng)化等多種應(yīng)用場景。

二、核心特性

1. ?寬輸入電壓范圍?：3.8V-17V（帶外部偏置）或4.5V-17V（無外部偏置）
2. ?高效能設(shè)計(jì)?：
   • 集成7.8mΩ(高邊)和3.2mΩ(低邊)MOSFET
   • 最高效率可達(dá)95%（12V輸入轉(zhuǎn)1.2V輸出時(shí)）
3. ?靈活配置?：
   • 可調(diào)輸出電壓(0.6V-5.5V)
   • 可選開關(guān)頻率(400kHz/800kHz/1200kHz)
   • 支持FCCM強(qiáng)制連續(xù)模式和Eco-mode輕載高效模式
4. ?先進(jìn)保護(hù)功能?：
   • 過流保護(hù)(OCP)
   • 欠壓保護(hù)(UVP)
   • 過壓保護(hù)(OVP)
   • 熱關(guān)斷(TSD)

三、關(guān)鍵參數(shù)分析

1. 電氣特性

• ?反饋電壓精度?：0.6V±1%（-40°C至125°C結(jié)溫范圍）
• ?靜態(tài)電流?：146μA（典型值）
• ?軟啟動(dòng)時(shí)間?：默認(rèn)1.2ms（可通過外部電容調(diào)整）
• ?功率良好(PGOOD)閾值?：輸出在93%-108%額定電壓范圍內(nèi)

2. 熱性能

• ?結(jié)至環(huán)境熱阻?：49.9°C/W（JEDEC標(biāo)準(zhǔn)）
• ?工作結(jié)溫范圍?：-40°C至+125°C
• ?熱關(guān)斷閾值?：160°C（典型值）

四、典型應(yīng)用電路設(shè)計(jì)

1. 輸出電壓設(shè)置

通過分壓電阻網(wǎng)絡(luò)調(diào)節(jié)輸出電壓：

典型配置示例：

• 1.2V輸出：RLOWER=10kΩ, RUPPER=10kΩ
• 3.3V輸出：RLOWER=10kΩ, RUPPER=45.3kΩ

2. 工作模式配置

通過MODE引腳電阻分壓選擇工作模式：

五、PCB布局指南

1. ?關(guān)鍵布局原則?：
   • 采用四層板設(shè)計(jì)，內(nèi)層1為地平面
   • VIN、PGND和SW走線盡可能寬以降低阻抗
   • 輸入電容盡量靠近IC的VIN和PGND引腳
2. ?熱管理設(shè)計(jì)?：
   • 使用多個(gè)過孔連接PGND引腳
   • 底層大面積鋪銅增強(qiáng)散熱
   • 關(guān)鍵功率元件下方預(yù)留散熱區(qū)域

六、選型建議

1. ?電感選擇?：
   • 400kHz：推薦0.68μH
   • 800kHz：推薦0.47μH
   • 1200kHz：推薦0.33μH
2. ?輸出電容?：
   • 最小88μF（陶瓷電容）
   • 建議使用X5R/X7R材質(zhì)
3. ?輸入電容?：
   • 建議總?cè)萘俊?0μF
   • 電壓等級(jí)需高于最大輸入電壓

七、典型應(yīng)用場景

1. ?數(shù)據(jù)通信設(shè)備?：為FPGA和處理器提供核心電壓
2. ?工業(yè)控制系統(tǒng)?：PLC、工廠自動(dòng)化設(shè)備電源
3. ?測試測量儀器?：需要高精度低壓電源的場合
4. ?嵌入式系統(tǒng)?：空間受限的高效電源解決方案

八、設(shè)計(jì)注意事項(xiàng)

1. ?穩(wěn)定性考慮?：
   • 輸出LC濾波器極點(diǎn)應(yīng)靠近內(nèi)部高頻零點(diǎn)
   • 交叉頻率建議低于開關(guān)頻率的1/5
2. ?效率優(yōu)化?：
   • 輕載時(shí)選擇Eco-mode模式
   • 可外接5V偏置提高效率
3. ?保護(hù)功能驗(yàn)證?：
   • 測試過流保護(hù)觸發(fā)點(diǎn)
   • 驗(yàn)證熱關(guān)斷功能
   • 檢查欠壓鎖定(UVLO)閾值