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1特点
宽输入电压范围：
–TPS5430:5.5伏至36伏
–TPS5431:5.5伏至23伏
高达3-A连续（4-A峰值）输出电流
110-MΩ集成mosfet开关可实现高达95%的高效率
宽输出电压范围：可调低至
1.22 V，初始精度为1.5%
内部补偿使外部零件数量最小化
固定500 kHz开关频率
滤波器尺寸
通过输入电压前馈改善线路调节和瞬态响应
系统受过电流限制保护，
过电压保护和热关机
-40°C至125°C工作结温度范围
提供小型热增强8针SO PowerPad8482;封装
使用带有Webench®Power Designer的TPS5430创建自定义设计
2个应用程序
消费者：机顶盒、DVD、LCD显示屏
工业和汽车音频电源
电池充电器，大功率LED电源
12-V/24-V分布式电力系统
简图
说明
tps543x是一个高输出电流的pwm转换器，集成了一个低电阻、高边n沟道mosfet。基板上包括一个高性能的电压误差放大器，在瞬态条件下提供严格的电压调节精度；一个欠压锁定电路，在输入电压达到5.5 V之前防止启动；一个内部设置的慢启动电路，以限制涌入电流；以及一个电压馈电线改善电路瞬态响应。使用ENA引脚，关闭电源电流通常降低到18μA。其他功能包括高激活、过电流限制、过电压保护和热关机。为了降低设计复杂度和外部元件的数量，TPS543X反馈回路进行了内部补偿。TPS5431打算在高达23V的电源轨上运行。TPS5430调节各种电源，包括24V总线。
TPS543X设备采用热增强、易于使用的8针SOIC PowerPad™封装。ti提供评估模块和设计器软件工具，帮助快速实现高性能电源设计，以满足积极的设备开发周期。
概述
TPS543X是一个3-A降压（buck）稳压器，带有集成高边N沟道mosfet。TPS5431打算在高达23V的电源轨和高达36V的TPS5430上运行。这些设备实现带电压前馈的恒频电压模式控制，以改进线路调节和线路瞬态响应。内部补偿降低了设计复杂性和外部组件数量。
集成110兆欧高侧mosfet支持高效电源设计，能够向负载提供3-a的连续电流。集成高侧mosfet的栅极驱动偏置电压由一个自举电容器提供，自举电容器连接自举电容器的引导端到ph管脚。TPS543X通过集成引导充电二极管减少外部组件计数。
TPS543X的默认输入启动电压通常为5.3V。ENA引脚可用于禁用
TPS543X将电源电流降低至18微安。当ENA引脚浮动时，内部上拉电流源启用操作。TPS543X包括一个内部慢启动电路，该电路在启动期间减慢输出上升时间，以减少冲击电流和输出电压过冲。最小输出电压为内部1.221 V反馈基准。输出过电压瞬变通过过电压保护（ovp）比较器最小化。当ovp比较器被激活时，高边mosfet被关闭并保持关闭，直到输出电压小于所需输出电压的112.5%。
内循环过电流保护限制了集成高边mosfet的峰值电流。对于连续过电流故障条件，TPS543X将进入Hiccup模式过电流限制。热保护可防止设备过热。
功能框图
特征描述
振荡器频率
内部自由运行振荡器将pwm开关频率设置为500khz。500kHz的开关频率允许在相同的输出纹波要求下输出电感较小，从而产生较小的输出电感。
参考电压
电压基准系统通过调节温度稳定带隙电路的输出来产生精确的基准信号。在生产测试期间，在室温下将带隙和缩放电路修剪为1.221 V的输出。
启用（ENA）和内部慢速启动
ENA引脚提供调节器的电气开/关控制。一旦ENA引脚电压超过阈值电压，调节器开始工作，内部慢速启动开始斜坡。如果ENA引脚电压拉到阈值电压以下，调节器停止切换，内部慢速启动复位。将插脚接地或连接到任何低于0.5 V的电压将禁用调节器并激活关机模式。关机模式下TPS543X的静态电流通常为18μA。
ENA引脚有一个内部上拉电流源，允许用户浮动ENA引脚。如果应用程序需要控制ENA管脚，请使用漏极开路或集电极开路输出逻辑与管脚接口。为了限制启动涌流，内部慢启动电路用于将参考电压从0 V线性上升到其最终值。内部慢启动时间通常为8 ms。
欠压锁定（UVLO）
TPS543X包含一个欠压锁定电路，以在车辆识别号（输入电压）低于uvlo启动电压阈值时保持设备禁用。在通电过程中，内部电路保持非活动状态，内部慢速启动接地，直到车辆识别号（vin）超过uvlo启动阈值电压。一旦达到uvlo启动阈值电压，释放内部慢速启动并开始设备启动。该设备一直工作，直到车辆识别号（vin）低于uvlo停止阈值电压。uvlo比较器的典型磁滞是330mv。
升压电容器（BOOT）
将0.01μf低esr陶瓷电容器连接在引导销和ph销之间。该电容器为高压侧mosfet提供栅极驱动电压。建议使用X7R或X5R级电介质，因为它们的温度值稳定。
输出反馈（VSENSE）和内部补偿
调节器的输出电压通过将外部电阻分压器网络的中心点电压反馈到VSENSE引脚来设置。在稳态操作中，Vsense引脚电压应等于参考电压1.221 V。
TPS543X实现内部补偿以简化调节器设计。由于TPS543X采用电压模式控制，因此在芯片上设计了一个3型补偿网络，以提供高交叉频率和高相位裕度，从而获得良好的稳定性。有关详细信息，请参阅“应用程序”部分中的“内部补偿网络”。
电压前馈
内部电压前馈提供恒定的直流功率级增益，即使输入电压有任何变化。这大大简化了稳定性分析，提高了暂态响应。电压前馈使峰值斜坡电压与输入电压成反比，从而使调制器和功率级增益在前馈增益处保持恒定，即。
前馈增益斜坡Vin
TPS543X的典型前馈增益为25。
特征描述（续）
脉冲宽度调制（PWM）控制
该调节器采用固定频率脉冲宽度调制器（pwm）控制方法。首先，通过高增益误差放大器和补偿网络将反馈电压（vsense pin电压）与恒定电压基准相比较，产生误差电压。然后，通过pwm比较器将误差电压与斜坡电压进行比较。这样，误差电压幅值被转换为占空比脉冲宽度。最后，将pwm输出输入栅极驱动电路，控制高边mosfet的导通时间。
过电流限制
过电流限制是通过感应高侧mosfet的漏源电压来实现的。然后将漏源电压与表示过电流阈值极限的电压电平进行比较。如果漏源电压超过过电流阈值限制，则过电流指示器设置为真。系统将忽略每个循环开始时前缘消隐时间的过电流指示器，以避免任何开启噪声故障。
一旦过电流指示器设置为真，就会触发过电流限制。在传输延迟之后，高边mosfet在循环的其余时间被关闭。过电流限制模式称为逐周限流。
有时在短路等严重过载情况下，采用逐周限流时仍会发生过电流失控。使用第二种限流模式，即Hiccup模式过电流限制。在hiccup模式过电流限制期间，电压基准接地，高压侧mosfet在hiccup时间内关闭。一旦打嗝时间结束，调节器在慢启动电路的控制下重新启动。
过电压保护
TPS543X具有过电压保护（ovp）电路，以在从输出故障条件恢复时最小化电压超调。ovp电路包括一个过电压比较器，用于比较vsense pin电压和112.5%x vref的阈值。一旦vSense管脚电压高于阈值，高压侧mosfet将被强制关闭。当vSense管脚电压降到低于阈值时，高压侧mosfet将再次启用。
热停堆
TPS543X通过内部热关机电路防止自身过热。如果结温超过热关机跳闸点，电压基准接地，高压侧mosfet关闭。当结温降至低于热停堆跳闸点14°C时，在慢启动电路的控制下自动重启部件。
设备功能模式
接近最小输入电压的操作
建议TPS543X在输入电压高于5.5 V的情况下工作。典型的车辆识别码（VIN）uvlo阈值为
5.3V，设备可在输入电压下运行，直至达到UVLO电压。输入电压低于实际值时
紫外线低电压设备不会切换。如果en浮动或外部拉高至大于1.3v，当v（vin）超过uvlo阈值时，tps543x将激活。启用切换并启动慢速启动序列。TPS543X在内部慢启动时间段内开始线性地将内部参考电压从0V增加到其最终值。
ENA控制操作
启用启动阈值电压最大为1.3 V。当ENA保持在低于0.5 V最小停止阈值电压时，TPS543X被禁用，即使车辆识别号高于其紫外线阈值，也会禁止切换。在此状态下，静态电流减小。如果ena电压增加到高于最大启动阈值，而v（vin）高于uvlo阈值，则设备将激活。启用切换并启动慢速启动序列。TPS543X在内部慢启动时间段内开始线性地将内部参考电压从0V增加到其最终值。
申请信息
TPS543X是一个3-A降压稳压器，带有一个集成的高侧mosfet。此设备通常用于将较高的直流电压转换为较低的直流电压，最大可用输出电流为3A。示例应用包括：机顶盒、DVD、LCD和等离子显示器、大功率LED电源、汽车音频、电池充电器和其他12-V和24-V分布式电源系统的高密度负载调节器。使用以下设计程序为TPS543X选择元件值。此程序说明了高频开关调节器的设计。或者，使用webench软件生成一个完整的设计。Webench软件使用迭代设计过程，并在生成设计时访问组件的综合数据库。
要开始设计过程，必须确定一些参数。设计师需要了解以下内容：
输入电压范围
输出电压
输入纹波电压
输出纹波电压
输出电流额定值
工作频率
典型应用
1 12-V输入至5.0-V输出
典型TPS5430应用程序的示意图。TPS5430可以在5 V的标称输出电压下提供高达3 A的输出电流。为了获得正确的热性能，必须将设备下方的外露PowerPad™焊接到印刷电路板上。
详细设计程序
以下设计程序可用于选择TPS5430的组件值。本节对设计过程进行了简化讨论。
使用Webench®工具进行定制设计
单击此处使用带有Webench®Power Designer的TPS5430设备创建自定义设计。
1。首先输入输入输入电压（vin）、输出电压（vout）和输出电流（iout）要求。2。使用优化器拨号优化关键参数（如效率、占地面积和成本）的设计。
三。将生成的设计与德州仪器的其他可能解决方案进行比较。
Webench Power Designer提供了一个定制的示意图以及一个具有实时定价和组件可用性的材料列表。
在大多数情况下，这些操作是可用的：
运行电气模拟，查看重要波形和电路性能
运行热模拟以了解板的热性能
将自定义原理图和布局导出为流行的CAD格式•打印设计的PDF报告，并与同事共享设计。有关Webench工具的更多信息，请访问/webench。
开关频率
TPS5430的开关频率在内部设置为500 kHz。无法调整开关频率。
输入电容器
TPS5430需要一个输入去耦电容器，并且根据应用情况，需要一个大容量输入电容器。去耦电容器C1的推荐值为10μF。需要X5R或X7R型优质陶瓷。对于某些应用，只要不超过输入电压和电流纹波额定值，就可以使用较小值的去耦电容器。额定电压必须大于最大输入电压，包括纹波。
TPS5430的宽输入电压范围的应用电路
10 V–35 V输入到5 V输出应用电路
设计要求
对于这个设计示例，使用以下参数作为输入参数。该电路还具有较大的输出电感值和较低的闭环交叉频率。
详细设计程序
设计过程类似于12-V输入到5.0-V输出部分中给出的设计示例。详细设计程序
TPS5431的宽输入电压范围
TPS5431的宽输入电压范围的应用电路。
9 V–21 V输入到5 V输出应用电路
设计要求
对于这个设计示例，使用以下参数作为输入参数。该电路还具有较大的输出电感值和较低的闭环交叉频率。
详细设计程序
设计过程类似于12-V输入到5.0-V输出部分中给出的设计示例。详细设计程序
使用陶瓷输出滤波电容器的电路
使用全陶瓷电容器作为输入和输出滤波器的应用电路。
布局指南
将低ESR陶瓷旁路电容器连接到车辆识别号引脚。应注意尽量减少旁路电容器连接、车辆识别号引脚和TPS543X接地引脚形成的回路面积。最好的方法是从靠近车辆识别号记录道的设备下方延伸顶部接地区域，并将旁路电容器尽可能靠近车辆识别号引脚。建议的最小旁路电容为4.7μf陶瓷和X5R或X7R介质。
应在IC正下方的顶层有一个接地区域，并有一个用于连接电源板的外露区域。使用过孔将此接地区域连接到任何内部接地平面。在输入和输出滤波电容器的接地侧使用额外的通孔。如下图所示，接地引脚应通过连接到设备下方的接地区域来连接到PCB接地。
ph管脚应连接到输出电感器、捕捉二极管和引导电容器。由于ph连接是开关节点，电感应非常靠近ph引脚，并尽量减少pcb导体的面积，以防止过多的电容耦合。捕捉二极管也应放置在靠近装置的地方，以最小化输出电流回路面积。如图所示，在相位节点和引导引脚之间连接引导电容器。保持引导电容器靠近集成电路，并尽量减少导线跟踪长度。所示的组件放置和连接工作良好，但其他连接路线也可能有效。
将输出滤波电容器连接到Vout跟踪和GND之间。保持ph引脚、lout、cout和gnd形成的回路尽可能小是很重要的。
使用电阻分压器网络将Vout跟踪连接到Vsense引脚，以设置输出电压。不要将此痕迹太靠近ph痕迹。由于集成电路封装的尺寸和器件的引脚输出，可能需要在输出电容器下布线。或者，如果不需要输出电容下的轨迹，则可以在替代层上进行路由。
机械、包装和订购信息
以下页面包括机械、包装和可订购信息。此信息是指定设备可用的最新数据。本资料如有更改，恕不另行通知，也不作修改。
