ZHCSNZ7A December 2022 – February 2024 TPS543A26
PRODUCTION DATA
- 1
- 1 特性
- 2 應(yīng)用
- 3 說明
- 4 引腳配置和功能
- 5 規(guī)格
-
6 詳細(xì)說明
- 6.1 概述
- 6.2 功能方框圖
- 6.3
特性說明
- 6.3.1 VIN 引腳和 VIN UVLO
- 6.3.2 內(nèi)部線性穩(wěn)壓器和旁路
- 6.3.3 使能端和可調(diào)節(jié) UVLO
- 6.3.4 開關(guān)頻率選擇
- 6.3.5 與外部時(shí)鐘實(shí)現(xiàn)開關(guān)頻率同步
- 6.3.6 遙感放大器和調(diào)節(jié)輸出電壓
- 6.3.7 環(huán)路補(bǔ)償指南
- 6.3.8 軟啟動(dòng)和預(yù)偏置輸出啟動(dòng)
- 6.3.9 MSEL 引腳
- 6.3.10 電源正常 (PG)
- 6.3.11 輸出過載保護(hù)
- 6.3.12 輸出過壓和欠壓保護(hù)
- 6.3.13 過熱保護(hù)
- 6.3.14 輸出電壓放電
- 6.4 器件功能模式
-
7 應(yīng)用和實(shí)施
- 7.1 應(yīng)用信息
- 7.2
典型應(yīng)用
- 7.2.1
1.0V 輸出、1MHz 應(yīng)用
- 7.2.1.1 設(shè)計(jì)要求
- 7.2.1.2
詳細(xì)設(shè)計(jì)過程
- 7.2.1.2.1 使用 WEBENCH? 工具創(chuàng)建定制設(shè)計(jì)方案
- 7.2.1.2.2 開關(guān)頻率
- 7.2.1.2.3 輸出電感器選擇
- 7.2.1.2.4 輸出電容器
- 7.2.1.2.5 輸入電容器
- 7.2.1.2.6 可調(diào)節(jié)欠壓鎖定
- 7.2.1.2.7 輸出電壓電阻器選型
- 7.2.1.2.8 自舉電容器選型
- 7.2.1.2.9 VDRV 和 VCC 電容器選擇
- 7.2.1.2.10 PGOOD 上拉電阻器
- 7.2.1.2.11 電流限制選擇
- 7.2.1.2.12 軟啟動(dòng)時(shí)間選擇
- 7.2.1.2.13 斜坡選擇和控制環(huán)路穩(wěn)定性
- 7.2.1.2.14 MODE 引腳
- 7.2.1.3 應(yīng)用曲線
- 7.2.1
1.0V 輸出、1MHz 應(yīng)用
- 7.3 電源相關(guān)建議
- 7.4 布局
- 8 器件和文檔支持
- 9 修訂歷史記錄
- 10機(jī)械、封裝和可訂購信息
封裝選項(xiàng)
機(jī)械數(shù)據(jù) (封裝 | 引腳)
- RYS|17
散熱焊盤機(jī)械數(shù)據(jù) (封裝 | 引腳)
訂購信息
7.2.1.2.4 輸出電容器
選擇輸出電容器值時(shí)，主要考慮兩點(diǎn)。輸出電壓紋波以及穩(wěn)壓器如何響應(yīng)負(fù)載電流的大幅變化。輸出電容必須根據(jù)比這些指標(biāo)更為嚴(yán)苛的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行選擇。
對(duì)負(fù)載電流較大變化的期望響應(yīng)是首要標(biāo)準(zhǔn)，通常也是最嚴(yán)格的。穩(wěn)壓器不會(huì)立即響應(yīng)負(fù)載電流的大幅快速增加或減小。輸出電容器提供或吸收電荷，直到穩(wěn)壓器響應(yīng)負(fù)載階躍。控制環(huán)路必須檢測(cè)輸出電壓的變化，然后根據(jù)負(fù)載變化調(diào)整峰值開關(guān)電流。最小輸出電容是根據(jù)對(duì)環(huán)路帶寬的估計(jì)來選擇的。通常，環(huán)路帶寬接近 fSW / 10。方程式 20 可估算所需的最小輸出電容。
對(duì)于此示例，瞬態(tài)負(fù)載響應(yīng)指定為 5% 的 VOUT 變化，負(fù)載階躍為 8A。因此，ΔIOUT 為 8A，而 ΔVOUT 為 50mV。使用此目標(biāo)給出的最小電容為 255μF。該值未將輸出電容 ESR 納入輸出電壓變化的考量范圍。對(duì)于陶瓷電容器，ESR 的影響小到可以忽略不計(jì)。鋁電解電容器和鉭電容器具有更高的 ESR，這點(diǎn)必須在負(fù)載階躍響應(yīng)中考慮到。
其中
- ΔIOUT 是輸出電流變化。
- ΔVOUT 是允許的輸出電壓變化。
除了環(huán)路帶寬之外，電感電流壓擺率也可能限制穩(wěn)壓器響應(yīng)負(fù)載階躍的速度。對(duì)于低占空比應(yīng)用，電感電流在負(fù)載降壓后斜坡下降所需的時(shí)間可能是限制因素。方程式 21 用于估算限制負(fù)載降壓后輸出電壓變化所需的最小輸出電容。使用所選的 0.22μH 電感，得出的最小電容為 59μF。
方程式 22 計(jì)算必須符合輸出電壓紋波規(guī)范的最小輸出電容。在此示例中，目標(biāo)最大穩(wěn)態(tài)輸出電壓紋波為 10mV。在該要求下，方程式 22 得到的值為 52μF。
其中
- ΔIOUT 是輸出電流變化。
- ΔVOUT 是允許的輸出電壓變化。
- fSW 是穩(wěn)壓器的開關(guān)頻率。
- VORIPPLE 是允許的最大穩(wěn)態(tài)輸出電壓紋波。
- IRIPPLE 是電感器紋波電流。
最后，即使應(yīng)用沒有嚴(yán)格的負(fù)載瞬態(tài)響應(yīng)或輸出紋波要求，仍需要最小電容，確保在 MODE 引腳上具有最低增益斜坡設(shè)置的情況下，控制環(huán)路可以保持穩(wěn)定。方程式 23 可用于估算保持環(huán)路穩(wěn)定所需的最小電容。方程式 23 通過將 LC 頻率相對(duì)于開關(guān)頻率保持在最小值來設(shè)置最小電容量。請(qǐng)參閱圖 7-3，了解最低增益斜坡設(shè)置為 1pF 時(shí)，該限值與輸出電壓間的關(guān)系。使用 1V 輸出和最小比值 35 時(shí)，方程式 23 得出的最小電容為 141μF。
方程式 24 可用于計(jì)算輸出電容器必須滿足輸出電壓紋波規(guī)格的最大組合 ESR，結(jié)果表明 ESR 必須小于 6m?。在這種情況下，使用陶瓷電容器，并聯(lián)陶瓷電容器的組合 ESR 遠(yuǎn)小于滿足紋波所需的 ESR。電容還會(huì)將紋波電流限制在處理電流時(shí)不會(huì)導(dǎo)致過熱或故障的范圍內(nèi)。必須指定一個(gè)支持電感紋波電流的輸出電容。電容數(shù)據(jù)表指定了最大紋波電流的 RMS 值。方程式 25 可用于計(jì)算輸出電容必須支持的 RMS 紋波電流。對(duì)于此應(yīng)用，方程式 25 得出 1.2A，陶瓷電容器的紋波電流額定值通常遠(yuǎn)高于此值。
為電源穩(wěn)壓器的電容選用 X5R 和 X7R 陶瓷介電材料或等效的介電材料，原因是其電容體積比較高并具有極強(qiáng)的溫度穩(wěn)定性。還必須在考慮直流偏置和交流電壓降額的情況下選擇輸出電容器。通常可在電容器制造商的網(wǎng)站上找到陶瓷電容器因直流電壓偏置和交流 RMS 電壓而降額的電容值。對(duì)于此應(yīng)用示例，使用了六個(gè) 100μF、10V、X5R、1210 陶瓷電容器，每個(gè)電容器的 ESR 為 3mΩ。對(duì)于這六個(gè)并聯(lián)電容器，使用電容器制造商網(wǎng)站估算的降額后有效輸出電容為 570μF。1V 電壓下的直流偏置降額約為 -5%。由于環(huán)路交叉頻率高于 fSW/10 估算值（如圖 7-8 中所示），因此本設(shè)計(jì)能夠使用的值小于計(jì)算得出的最小值。