TPS65257 是一款具有 3 個(gè)降壓降壓轉(zhuǎn)換器的電源管理 IC。兩個(gè)高側(cè) 并集成了低側(cè) MOSFET，以提供更高效率的完全同步轉(zhuǎn)換。 這些轉(zhuǎn)換器旨在簡化其應(yīng)用，同時(shí)為設(shè)計(jì)人員提供 根據(jù)目標(biāo)應(yīng)用程序優(yōu)化它們的使用。

轉(zhuǎn)換器可以在 5V、9V、12V 或 15V 系統(tǒng)中工作。輸出電壓可設(shè)定 在外部使用電阻分壓器，將值設(shè)置為 0.8 V 和輸入電源減去 轉(zhuǎn)換器路徑上的電阻壓降。每個(gè)轉(zhuǎn)換器都具有使能引腳，允許延遲 用于排序目的的啟動，軟啟動引腳允許通過選擇來調(diào)整軟啟動時(shí)間 軟啟動電容器和電流限制 （RLIM） 引腳，使設(shè)計(jì)人員能夠調(diào)整電流 限制，并優(yōu)化電感的選擇。所有轉(zhuǎn)換器均可運(yùn)行 在 &145;打嗝模式'：一旦在任何轉(zhuǎn)換器中檢測到持續(xù)時(shí)間超過 10 ms 的過電流， 它們將關(guān)閉 10 毫秒，然后再次嘗試啟動排序。如果重載 已被移除，轉(zhuǎn)換器將加速并正常運(yùn)行。如果不是這種情況，則 轉(zhuǎn)換器將看到另一個(gè)過流事件并再次關(guān)閉，重復(fù)該循環(huán)（打嗝） 直到清除故障。如果過載情況持續(xù)時(shí)間少于 10 毫秒，則只有相關(guān)的 受影響的轉(zhuǎn)換器將關(guān)閉并重新啟動，并且不會發(fā)生全局打嗝模式。
*附件：tps65257.pdf

轉(zhuǎn)換器的開關(guān)頻率由連接到 ROSC 引腳。開關(guān)穩(wěn)壓器的設(shè)計(jì)工作頻率范圍為 300 kHz 至 2.2 MHz。轉(zhuǎn)換器 在此之間以 180° 相位運(yùn)行，以最大限度地減少輸入濾波器要求。

所有轉(zhuǎn)換器均具有峰值電流模式控制，可簡化外部頻率 補(bǔ)償。該設(shè)備具有內(nèi)置的斜率補(bǔ)償斜坡。斜率補(bǔ)償可以防止 峰值電流模式控制中的次諧波振蕩。傳統(tǒng)的 II 型補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò) 可以穩(wěn)定系統(tǒng)并實(shí)現(xiàn)快速瞬態(tài)響應(yīng)。此外，可選的電容器 與反饋分壓器的上部電阻器并聯(lián)，提供另一個(gè)零，并使 分頻頻率超過 100 kHz。

所有轉(zhuǎn)換器均具有自動低功率脈沖 PFM 跳躍模式，該模式可改善 輕負(fù)載和待機(jī)作期間的效率，同時(shí)保證非常低的輸出紋波， 在低輸出電壓下允許的值小于 2%。

該器件集成了過壓瞬態(tài)保護(hù)電路，以最大限度地降低電壓 過頭。OVP 功能通過實(shí)施一個(gè)電路來比較 FB 引腳電壓到 OVP 閾值，即內(nèi)部電壓基準(zhǔn)的 109%。如果 FB 引腳 voltage 大于 OVTP 閾值，高側(cè) MOSFET 被禁用，從而防止電流 從流向輸出并最小化輸出過沖。當(dāng) FB 電壓下降低于 OVP 下限為 107%，允許高側(cè) MOSFET 打開下一個(gè) clock 周期。

TPS65257 具有一個(gè)監(jiān)控電路，用于監(jiān)控每個(gè)降壓轉(zhuǎn)換器的輸出和 PGOOD 一旦 Sequencing 完成，pin 被置位。PGOOD 引腳是開漏輸出。PGOOD 引腳為 當(dāng)任何 Buck 轉(zhuǎn)換器被拉至標(biāo)稱輸出電壓的 85% 以下時(shí)，被拉低。PGOOD 是 當(dāng)所有轉(zhuǎn)換器輸出都超過其標(biāo)稱輸出電壓的 90% 時(shí)上拉。默認(rèn)的 重置時(shí)間為 100 毫秒。PGOOD 的極性為高電平有效。

按鈕作設(shè)計(jì)為允許在 應(yīng)用輸入電源或提供集成的 ON/OFF 系統(tǒng)管理，而無需 額外的外部組件。設(shè)備的行為將取決于 INT 引腳的狀態(tài) 。

USB 開關(guān)根據(jù)下游 USB 設(shè)備的需求提供高達(dá) 1A 的電流。什么時(shí)候 輸出負(fù)載超過限流閾值或存在短路時(shí)，PMU 將 通過切換到恒流模式并拉過 current logic output 低電平。當(dāng)連續(xù)嚴(yán)重過載和短路時(shí)，功率增加 在開關(guān)中耗散，導(dǎo)致結(jié)溫升高，熱警告保護(hù) 電路關(guān)閉 USB 開關(guān)并允許降壓轉(zhuǎn)換器繼續(xù)運(yùn)行。

該器件實(shí)施內(nèi)部熱關(guān)斷，以保護(hù)自身，如果結(jié)點(diǎn) 溫度超過 160°C。 當(dāng) 結(jié)溫超過熱跳閘閾值。一旦芯片溫度降至以下 140°C，器件重新啟動上電序列。熱關(guān)斷滯后為 20°C。

特性

• 寬輸入電源電壓范圍：
  4.5 V - 16 V
• 0.8V、1% 精度基準(zhǔn)
• 連續(xù)負(fù)載：
  3 A （Buck1）、2 A（Buck2 和 3）
• 最大電流：
  3.5 A（降壓 1）、2.5 A（降壓 2 和 3）
• 同步運(yùn)行，300kHz 至 2.2MHz 開關(guān)頻率
  由外部電阻器設(shè)置
• 具有內(nèi)置電流源的外部使能引腳，便于排序
• 外部軟啟動引腳
• 由外部電阻器設(shè)置的可調(diào)逐周期電流限值
• 具有簡單補(bǔ)償電路的電流模式控制
• 自動低脈沖跳躍 （PSM） 功率模式，允許
  輸出紋波優(yōu)于 2%
• 支持預(yù)偏置輸出
• 電源良好監(jiān)控器和復(fù)位發(fā)生器
• 具有過流和熱保護(hù)功能的 1A USB 電源開關(guān)
• 按鈕（用于 PB_IN 的 10kV ESD 額定引腳）控制，用于智能
  系統(tǒng)開機(jī)/關(guān)機(jī)作
• 小型、熱效率高的 40 引腳 6mm × 6mm RHA （QFN） 封裝
• –40°C 至 125°C 結(jié)溫范圍

參數(shù)

一、產(chǎn)品概述

• ?產(chǎn)品名稱?：TPS65257
• ?類型?：4.5V至16V輸入，高電流同步降壓（Buck）DC-DC轉(zhuǎn)換器，集成FET、USB開關(guān)和按鈕控制
• ?特點(diǎn)?：三通道DC-DC轉(zhuǎn)換器，集成高側(cè)和低側(cè)MOSFET，提供同步整流以提高效率，支持智能系統(tǒng)電源開/關(guān)操作

二、主要特性

• ?輸入電壓范圍?：4.5V至16V
• ?輸出電壓范圍?：0.8V至輸入電壓減去轉(zhuǎn)換器路徑上的電阻壓降
• ?輸出電流?：
  • Buck1：最大3.5A
  • Buck2和Buck3：最大2.5A
• ?開關(guān)頻率?：300kHz至2.2MHz（通過外部電阻設(shè)置）
• ?封裝?：40引腳6mm x 6mm RHA(QFN)封裝
• ?工作溫度范圍?：-40°C至125°C
• ?按鈕控制?：10kV ESD等級的PB_IN引腳，支持智能系統(tǒng)電源開/關(guān)操作

三、應(yīng)用領(lǐng)域

• 多電壓系統(tǒng)（5V、9V、12V、15V）的電源管理
• 需要高效率、高電流輸出和智能電源管理的應(yīng)用

四、功能描述

• ?電流模式控制?：簡化外部頻率補(bǔ)償
• ? 自動低脈沖跳躍模式（PSM） ?：輕載和待機(jī)時(shí)提高效率，同時(shí)保證低輸出紋波
• ?強(qiáng)制PWM模式?：可選的強(qiáng)制PWM模式以滿足特定應(yīng)用需求
• ?預(yù)偏置輸出支持?：允許在預(yù)偏置輸出條件下安全啟動
• ?電源良好監(jiān)控和復(fù)位生成器?：監(jiān)控每個(gè)Buck的輸出，并在所有轉(zhuǎn)換器穩(wěn)定后生成復(fù)位信號
• ?USB開關(guān)?：提供高達(dá)1A的電流，具有過流和熱保護(hù)功能
• ?按鈕控制?：支持通過按鈕進(jìn)行系統(tǒng)電源的開/關(guān)操作

五、電氣特性

• ?電壓參考?：0.8V，1%精度
• ?靜態(tài)電流?：關(guān)機(jī)狀態(tài)下低至170μA，強(qiáng)制PWM模式下為18mA
• ?使能閾值?：高電平有效，EN引腳閾值電壓約為V3P3的66%
• ?軟啟動?：通過外部電容設(shè)置軟啟動時(shí)間
• ?過流保護(hù)?：逐周期電流限制，防止過流損害
• ?按鈕去抖動時(shí)間?：20ms（按下）和1024ms（釋放）

六、封裝與訂購信息

• ?封裝類型?：40引腳RHA(QFN)封裝
• ?訂購信息?：提供Reel of 2500和Reel of 250的包裝選項(xiàng)

七、設(shè)計(jì)指南

• ?輸出電壓設(shè)置?：通過電阻分壓器設(shè)置，推薦使用1%或更好精度的電阻
• ?輸出電感選擇?：根據(jù)輸出電流和紋波要求選擇合適的電感值
• ?輸出電容選擇?：滿足負(fù)載瞬態(tài)和輸出紋波要求
• ?輸入電容選擇?：每個(gè)轉(zhuǎn)換器至少需要一個(gè)10μF的陶瓷電容進(jìn)行輸入解耦
• ?自舉電容?：每個(gè)Buck轉(zhuǎn)換器需要一個(gè)47nF的陶瓷電容連接在BST和LX引腳之間
• ?軟啟動電容?：根據(jù)所需的軟啟動時(shí)間選擇合適的電容值

八、保護(hù)特性

• ? 過壓瞬態(tài)保護(hù)（OVP） ?：防止輸出電壓過沖
• ?熱關(guān)斷?：超過160°C時(shí)自動關(guān)斷，保護(hù)芯片免受過熱損害
• ?USB過流保護(hù)?：限制輸出電流至安全水平，防止過流損害

九、布局推薦

• ?功率路徑?：盡量縮短VIN到LX、LX到GND的路徑，減小環(huán)路面積
• ?反饋路徑?：FB引腳到輸出端的反饋路徑應(yīng)盡量短，并避免干擾
• ?熱管理?：暴露的熱焊盤必須焊接到PCB上，并通過過孔與地平面連接，以增強(qiáng)散熱
• ?模擬與數(shù)字分離?：將模擬信號和數(shù)字信號分開布局，避免相互干擾