ZHCSQ67 December 2023 TPS55289-Q1
PRODUCTION DATA
- 1
- 1 特性
- 2 應用
- 3 說明
- 4 引腳配置和功能
- 5 規格
- 6 詳細說明
-
7 寄存器映射
- 7.1 REF 寄存器（地址 = 0h、1h）[復位 = 10100100b、00000001b]
- 7.2 IOUT_LIMIT 寄存器（地址 = 2h）[復位 = 11100100b]
- 7.3 VOUT_SR 寄存器（地址 = 3h）[復位 = 00000001b]
- 7.4 VOUT_FS 寄存器（地址 = 4h）[復位 = 00000011b]
- 7.5 CDC 寄存器（地址 = 5h）[復位 = 11100000b]
- 7.6 MODE 寄存器（地址 = 6h）[復位 = 00100000b]
- 7.7 STATUS 寄存器（地址 = 7h）[復位 = 00000011b]
- 7.8 寄存器匯總
- 8 應用和實施
- 9 器件和文檔支持
- 10修訂歷史記錄
- 11機械、封裝和可訂購信息
8.2.2.3 電感器選型
由于電感器的選擇會影響穩態運行、瞬態行為和環路穩定性，因此電感器是進行電源穩壓器設計時最重要的組件。有三種重要的電感器規格：電感、飽和電流和直流電阻。
TPS55289-Q1 可與 1μH 至 10μH 的電感器配合使用。電感器的選擇需考慮降壓和升壓運行模式。
對于降壓模式，選擇的電感器要將峰峰值電流紋波限制為最大輸入電壓下的最大電感器電流。公式 9 展示了 CCM 中電感與電感器紋波電流之間的關系。
其中
- VIN(MAX) 為最大輸入電壓
- VOUT 是輸出電壓
- ΔIL(P-P) 是電感器的峰峰值紋波電流
- fSW 為開關頻率
對于特定電感器，當 VOUT 等于最大輸入電壓的一半時，電感器紋波電流會達到最大值。選擇更大的電感會產生更小的電感器電流紋波，而選擇更小的電感會產生更大的電感器電流紋波。
對于升壓模式，選擇的電感器要將峰峰值電流紋波限制為最大輸出電壓下的最大電感器電流。公式 10 展示了 CCM 中電感與電感器紋波電流之間的關系。
其中
- VIN 是輸入電壓
- VOUT(MAX) 是最大輸出電壓
- ΔIL(P-P) 是電感器的峰峰值紋波電流
- fSW 為開關頻率
對于特定電感器，當 VIN 等于最大輸出電壓的一半時，電感器紋波電流可達到最大值。選擇更大的電感會產生更小的電感器電流紋波，而選擇更小的電感會產生更大的電感器電流紋波。
本應用示例選擇了 4.7μH 的電感器，約產生的最大電感器電流紋波為降壓模式下最高平均電感器電流的 50%，升壓模式下最高平均電感器電流的 50%。
在降壓模式下，電感器直流電流等于輸出電流。在升壓模式下，電感器直流電流可通過公式 11 計算得出。
其中
- VOUT 是輸出電壓
- IOUT 是輸出電流
- VIN 是輸入電壓
- η 是電源轉換效率
對于降壓/升壓轉換器 TPS55289-Q1 的給定最大輸出電流，在最小輸入電壓和最大輸出電壓下可達到最大電感器直流電流。將 TPS55289-Q1 的電感器電流限值設置為高于計算得出的最大電感器直流電流，可確保 TPS55289-Q1 能夠提供所需的輸出電流。
在升壓模式下，電感器紋波電流由公式 12 計算得出。
其中
- ΔIL(P-P) 是電感器紋波電流
- L 是電感器值
- fSW 為開關頻率
- VOUT 是輸出電壓
- VIN 是輸入電壓
因此，電感器峰值電流通過公式 13 計算。
正常情況下，建議使用的電感器峰峰值電流應小于電感器平均電流的 40%，以獲得最大輸出電流。電感值較大的電感器會產生較小的紋波，可降低電感器中的磁滯損耗和 EMI，但同時負載瞬態響應時間也會增加。所選電感器的飽和電流必須高于計算出的峰值電流。
轉換效率取決于所選電感器電流路徑的電阻，與開關 MOSFET 相關的開關損耗和電感器內芯損耗。因此，整體效率受電感器直流電阻 (DCR)、開關頻率下的等效串聯電阻 (ESR) 和內芯損耗的影響。表 8-2 列出了為 TPS55289-Q1 推薦的電感器。在本應用示例中，選擇了 Coilcraft 電感器 XAL7070-472，因為它具有小尺寸、高飽和電流和低 DCR。
| 器件型號 | L (μH) | DCR（最大值）(mΩ) | 飽和電流/額定熱電流 (A) | 尺寸 (L x W x H mm) | 供應商(1) |
|---|---|---|---|---|---|
| XAL7070-472ME | 4.7 | 14.3 | 15.2/10.5 | 7.5 × 7.2 × 7.0 | Coilcraft |
| VCHA085D-4R7MS6 | 4.7 | 15.6 | 16.0/8.8 | 8.7 × 8.2 × 5.2 | Cyntec |
| IHLP4040DZER4R7M01 | 4.7 | 16.5 | 17/9.5 | 10.2 × 10.2 × 4.0 | Vishay |