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TPS40090 4 通道多相降壓 DC/DC 控制器數據手冊

科技綠洲 ? 2025-04-03 14:41 ? 次閱讀
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TPS4009x 是一款兩相、三相或四相可編程同步降壓控制器,針對由 5V 至 15V 分布式電源供電的低電壓、大電流應用進行了優化。與單個功率級相比,多相轉換器具有多項優勢,包括輸入和輸出電容器上的電流紋波更低、對負載階躍的更快瞬態響應、改進的功率處理能力和更高的系統效率。
*附件:tps40090.pdf

每相都可以在高達 1MHz 的開關頻率下運行,從而在四相應用中的輸入和輸出處產生高達 4MHz 的有效紋波頻率。兩相設計以 180 度異相運行,三相設計以異相 120 度運行,四相設計以異相 90 度運行。

通過將停用的相位 PWM 輸出連接到內部 5V LDO 的輸出,可以對相位數進行編程。在兩相作中,偶數相輸出應停用。

TPS4009x 使用具有強制相位電流平衡的固定頻率峰值電流模式控制。與電壓模式控制相比,電流模式可簡化反饋網絡并降低輸入線路靈敏度。通過使用與輸出電感器串聯安裝的電流檢測電阻器來感應相電流,或者為了提高效率,通過使用濾波電感器的 DCR(直流電阻)來檢測相電流。后一種方法涉及使用 R-C 電路生成電流比例信號

R-C 值是通過匹配 R-C 電路和電感的時間常數來選擇的;RC = L/DCR。使用任一電流檢測方法,電流信號被放大并疊加在放大的電壓誤差信號上,以提供電流模式 PWM 控制。

輸出電壓下降可以編程,以改善瞬態窗口并減小輸出濾波器的尺寸。其他特性包括單電壓作、真差分感應放大器、可編程電流限制、軟啟動和電源良好指示器。

特性

  • 兩相、三相或四相作
  • 5V 至 15V 工作范圍
  • 可編程開關頻率高達 1MHz/相位
  • 具有強制均流的電流模式控制^(1)^
  • 1% 內部 0.7V 基準
  • 電阻分壓器設置輸出電壓
  • 真遠端 Differential Amplifier
  • 電阻或 DCR 電流感應
  • 電流檢測故障保護
  • 可編程負載線
  • 與 UCC37222 Predictive Gate Drive? 技術驅動器兼容
  • 24 引腳節省空間的 TSSOP 封裝
  • 28 引腳 QFN 封裝
  • TPS40090:二進制輸出
  • TPS40091:3 態輸出
  • 應用
    • Internet 服務器
    • 網絡設備
    • 電信設備
    • 直流電源分布式系統

參數
image.png

1. 產品概述

  • ?產品系列?:TPS4009x
  • ?類型?:高頻多相同步降壓控制器
  • ?相位數?:兩相、三相或四相操作
  • ?工作電壓范圍?:5V至15V
  • ?應用?:互聯網服務器、網絡設備、電信設備、DC電源分布式系統等

2. 主要特性

  • ?可編程開關頻率?:高達1MHz/相
  • ?電流模式控制?:具有強制電流共享
  • ?內部0.7V參考?:精度為1%
  • ?輸出電壓設置?:通過電阻分壓器
  • ?真差分遙感放大器?
  • ?電阻式或DCR電流感應?
  • ?電流感應故障保護?
  • ?可編程負載線?
  • ?與UCC37222預測性門極驅動技術兼容?
  • ?24引腳TSSOP封裝?和?28引腳QFN封裝?
  • ?TPS40090具有二進制輸出?;?TPS40091具有三態輸出?

3. 封裝與引腳

  • ?封裝類型?:TSSOP-24(PW)、QFN-28(RHD)
  • ?主要引腳功能?:
    • VIN:電源輸入
    • GND/GNDS:地
    • BP5:內部5V LDO輸出
    • COMP:誤差放大器輸出
    • CS1-CS4:電流感應輸入
    • CSCN:電流感應公共點
    • DIFFO:差分放大器輸出
    • DROOP:用于編程輸出電壓下垂
    • EN/SYNC:使能/同步輸入
    • FB:反饋輸入
    • PWM1-PWM4:相位移位的PWM輸出
    • REF:內部0.7V參考電壓輸出
    • RT:振蕩器定時電阻輸入
    • SS:軟啟動輸入
    • PGOOD:電源良好指示輸出

4. 電氣特性

  • ?輸入電壓范圍?:4.5V至15V
  • ?最大占空比?:
    • 四相操作:87.5%
    • 兩相和三相操作:83.3%
  • ?軟啟動源電流?:3.5μA至6μA
  • ?軟啟動鉗位電壓?:0.95V至1.05V
  • ?使能閾值電壓?:0.8V至2.5V
  • ?PWM輸出漏電流?(TPS40091):1μA
  • ?5V調節器輸出電壓?:4.8V至5.2V

5. 功能描述

  • ?多相操作?:通過連接未激活的PWM輸出到內部5V LDO來編程相位數
  • ?差分放大器?:用于精確輸出調節,適用于輸出電壓低于3.3V的情況
  • ?電流感應和平衡?:采用峰值電流模式控制,并添加單獨的電流環路以強制相位電流匹配
  • ?軟啟動?:通過連接到SS引腳的電容來編程
  • ?過壓/欠壓保護?:通過FB引腳監測輸出電壓,并在超出閾值時采取保護措施
  • ?過流保護?:監測每個電流感應輸入,并在超過閾值時終止PWM周期

6. 應用信息

  • ?控制器配置?:默認四相操作,可通過連接未使用的PWM輸出到BP5來編程為兩相或三相操作
  • ?輸出電壓編程?:通過連接到DIFFO的電阻分壓器來設置
  • ?故障保護?:包括過流保護、過壓保護和欠壓保護
  • ?同步功能?:EN/SYNC引腳可用于同步外部時鐘信號
  • ?布局和補償?:提供了反饋環路補償和布局指南

7. 文檔與支持

  • ?數據表?:提供了詳細的電氣特性、功能描述、應用信息和封裝信息等
  • ?設計資源?:包括評估模塊、用戶指南、應用筆記等
  • ?技術支持?:可通過TI的技術支持獲取幫助
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