德州儀器 TPS54302 DCDC電源芯片中文資料

一、概述

德州儀器（Texas Instruments，簡(jiǎn)稱(chēng)TI）的TPS54302是一款高效、同步降壓型DC/DC轉(zhuǎn)換器，專(zhuān)為低功耗、緊湊型設(shè)計(jì)而開(kāi)發(fā)。它能提供高達(dá)3A的連續(xù)輸出電流，且效率高達(dá)95%以上。該芯片集成了MOSFET，簡(jiǎn)化了外部電路設(shè)計(jì)，廣泛應(yīng)用于各類(lèi)便攜式設(shè)備、電池供電系統(tǒng)、工業(yè)設(shè)備及通信設(shè)備等領(lǐng)域。

中文描述： 4.5V至28V輸入電壓、3A輸出電流、EMI友好型同步降壓轉(zhuǎn)換器

英文描述： 4.5-V to 28-V Input,3-A Output,EMI Friendly Synchronous Step-Down Converter

TPS54302DDCR中文參數(shù)

TPS54302DDCR概述

TPS54302DDCR元器件是一款輸入電壓范圍為4.5V至28V的3A同步降壓轉(zhuǎn)換器。該器件包含兩個(gè)集成式開(kāi)關(guān)FET并且具備內(nèi)部回路補(bǔ)償和5ms內(nèi)部軟啟動(dòng)功能，可減少元件數(shù)量。

通過(guò)集成MOSFET并采用SOT-23封裝，TPS54302器件可實(shí)現(xiàn)高功率密度，并且在印刷電路板(PCB)上的占用空間非常小。

高級(jí)Eco-mode實(shí)現(xiàn)可盡可能提高輕負(fù)載效率并降低功率損耗。

在TPS54302器件中，引入了展頻頻譜操作以降低EMI。

高側(cè)MOSFET上的逐周期電流限制功能可在過(guò)載條件下保護(hù)轉(zhuǎn)換器并通過(guò)防止電流失控的低側(cè)MOSFET續(xù)流電流限制功能實(shí)現(xiàn)功能增強(qiáng)。當(dāng)過(guò)流持續(xù)時(shí)間超出預(yù)設(shè)時(shí)間時(shí)，將觸發(fā)斷續(xù)模式保護(hù)功能。

二、型號(hào)類(lèi)型

TPS54302屬于TI的TPS54系列電源管理芯片，系列中包含多款具有不同電流能力和功能特點(diǎn)的芯片，如TPS54308、TPS54325等。TPS54302在這一系列中以其高效、低噪聲、小體積的優(yōu)勢(shì)脫穎而出，特別適用于需要高效率和緊湊設(shè)計(jì)的應(yīng)用場(chǎng)景。

三、工作原理

TPS54302的工作原理基于同步降壓轉(zhuǎn)換。其主要結(jié)構(gòu)包括內(nèi)部MOSFET開(kāi)關(guān)、誤差放大器、振蕩器、斜坡補(bǔ)償、PWM控制器、過(guò)流保護(hù)和熱保護(hù)電路等。

1. 輸入電壓范圍和啟動(dòng)：當(dāng)輸入電壓在4.5V至28V之間時(shí)，TPS54302開(kāi)始工作。啟動(dòng)時(shí)，芯片會(huì)進(jìn)行軟啟動(dòng)控制，以避免浪涌電流。

2. PWM控制：TPS54302采用恒定頻率、電流模式PWM控制。內(nèi)部振蕩器設(shè)定開(kāi)關(guān)頻率，通常為700kHz。誤差放大器將輸出電壓與內(nèi)部參考電壓進(jìn)行比較，產(chǎn)生誤差信號(hào)。此誤差信號(hào)與電感電流反饋信號(hào)結(jié)合，通過(guò)PWM控制器調(diào)制占空比，從而控制MOSFET開(kāi)關(guān)。

3. 同步整流：內(nèi)置的低側(cè)MOSFET同步整流器在每個(gè)開(kāi)關(guān)周期內(nèi)與高側(cè)MOSFET互補(bǔ)工作，減少了二極管正向壓降損耗，提高了整體效率。

4. 保護(hù)機(jī)制：該芯片具備過(guò)流保護(hù)、短路保護(hù)和過(guò)熱保護(hù)等多種保護(hù)機(jī)制，確保在異常工作條件下芯片和系統(tǒng)的安全。

四、主要特點(diǎn)

1. 高效率：TPS54302的效率可高達(dá)95%，尤其在輕載和重載條件下均能保持較高的效率。

2. 寬輸入電壓范圍：支持4.5V至28V的輸入電壓，適用于各種電源環(huán)境。

3. 集成MOSFET：內(nèi)部集成了高性能MOSFET，簡(jiǎn)化了外部電路設(shè)計(jì)，并提高了轉(zhuǎn)換效率。

4. 低待機(jī)功耗：在無(wú)負(fù)載或輕載條件下，待機(jī)功耗極低，適用于需要節(jié)能的應(yīng)用場(chǎng)景。

5. 可調(diào)輸出電壓：通過(guò)外部電阻分壓器，可以在0.8V至23V之間調(diào)節(jié)輸出電壓，滿(mǎn)足多種應(yīng)用需求。

6. 保護(hù)功能齊全：包括過(guò)流保護(hù)、短路保護(hù)、過(guò)熱保護(hù)、欠壓鎖定等，確保系統(tǒng)的可靠運(yùn)行。

7. 小體積封裝：采用小型6引腳SOT-23封裝，適合空間受限的應(yīng)用。

五、典型應(yīng)用

1. 便攜式設(shè)備：如智能手機(jī)、平板電腦等，需要高效電源管理以延長(zhǎng)電池壽命。

2. 工業(yè)設(shè)備：適用于工業(yè)自動(dòng)化設(shè)備、儀器儀表等，要求高可靠性和穩(wěn)定性。

3. 通信設(shè)備：如路由器、交換機(jī)等，需要穩(wěn)定的電源供應(yīng)。

4. 電池供電系統(tǒng)：如UPS、移動(dòng)電源等，TPS54302的高效率和低待機(jī)功耗特性尤為重要。

5. 家用電器：如智能家居設(shè)備、家用醫(yī)療設(shè)備等，需要小體積、高效率的電源轉(zhuǎn)換方案。

六、主要參數(shù)

1. 輸入電壓范圍：4.5V至28V

2. 輸出電壓范圍：0.8V至23V（通過(guò)外部電阻調(diào)節(jié)）

3. 輸出電流：最大3A

4. 效率：高達(dá)95%

5. 開(kāi)關(guān)頻率：700kHz（典型值）

6. 靜態(tài)電流：約65μA（典型值）

7. 封裝：6引腳SOT-23

七、結(jié)論

TPS54302是一款高效、集成度高且靈活的DC/DC降壓轉(zhuǎn)換器，適用于各種需要高效電源管理的應(yīng)用。其寬輸入電壓范圍、可調(diào)輸出電壓、高效率、全面的保護(hù)功能以及小體積封裝，使其成為便攜式設(shè)備、工業(yè)設(shè)備、通信設(shè)備和電池供電系統(tǒng)等領(lǐng)域的理想選擇。在設(shè)計(jì)電源管理系統(tǒng)時(shí)，TPS54302能夠提供可靠且高效的解決方案，顯著提升系統(tǒng)性能和穩(wěn)定性。