TPS65258 是一款具有 3 個(gè)降壓降壓轉(zhuǎn)換器的電源管理 IC。集成了高側(cè)和低側(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)讓設(shè)計(jì)人員可以選擇根據(jù)目標(biāo)應(yīng)用優(yōu)化其使用。

轉(zhuǎn)換器可以在 5V、9V、12V 或 15V 系統(tǒng)中工作?？梢允褂?a target="_blank">電阻分壓器從外部將輸出電壓設(shè)置為介于 0.8 V 和輸入電源之間的任何值，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（允許延遲啟動(dòng)以進(jìn)行排序）、軟啟動(dòng)引腳（允許通過選擇軟啟動(dòng)電容器來調(diào)節(jié)軟啟動(dòng)時(shí)間）以及電流限制 （RLIM） 引腳（使設(shè)計(jì)人員能夠通過選擇外部電阻器來調(diào)整電流限制并優(yōu)化電感器的選擇）。所有轉(zhuǎn)換器都以“打嗝模式”運(yùn)行：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 ms，然后再次嘗試啟動(dòng)排序。如果過載已消除，轉(zhuǎn)換器將加速并正常運(yùn)行。如果不是這種情況，轉(zhuǎn)換器將看到另一個(gè)過流事件并再次關(guān)閉，重復(fù)循環(huán)（打嗝），直到故障被清除。如果過載情況持續(xù)少于 10 毫秒，則只有受影響的相關(guān)轉(zhuǎn)換器將關(guān)閉并重新啟動(dòng)，并且不會發(fā)生全局打嗝模式。
*附件：tps65258.pdf

轉(zhuǎn)換器的開關(guān)頻率由連接到 ROSC 引腳的外部電阻器設(shè)置。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° 相位工作，以最大限度地降低輸入濾波器要求。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。

該器件具有內(nèi)置的斜率補(bǔ)償斜坡，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，與反饋分壓器的上部電阻器并聯(lián)的可選電容器可提供一個(gè)額外的零點(diǎn)，并使交越頻率超過 100 kHz。

所有轉(zhuǎn)換器均具有自動(dòng)低功率脈沖 PFM 跳躍模式，可提高輕負(fù)載和待機(jī)作期間的效率，同時(shí)保證極低的輸出紋波，允許在低輸出電壓下的值小于 2%。

該器件集成了過壓瞬態(tài)保護(hù)電路，以最大限度地減少電壓過沖。OVP 功能通過實(shí)現(xiàn)一個(gè)電路來比較 FB 引腳電壓與 OVP 閾值（內(nèi)部電壓基準(zhǔn)的 109%），從而最大限度地減少輸出過沖。如果 FB 引腳電壓大于 OVTP 閾值，則禁用高側(cè) MOSFET，防止電流流向輸出，并最大限度地減少輸出過沖。當(dāng) FB 電壓下降低于 OVP 下限閾值 107% 時(shí)，允許高側(cè) MOSFET 開啟下一個(gè) clock cycle。

TPS65258 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，并在排序完成后置位 PGOOD 引腳。PGOOD 引腳是開漏輸出。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)，PGOOD 引腳被拉低。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)，PGOOD 被拉高。默認(rèn)重置時(shí)間為 100 毫秒。PGOOD 的極性為高電平有效。

2 個(gè) USB 開關(guān)可根據(jù)下游 USB 設(shè)備的需求提供高達(dá) 1A 的電流。當(dāng)輸出負(fù)載超過限流閾值或出現(xiàn)短路時(shí)，PMU 通過切換到恒流模式并將過流邏輯輸出拉低，將輸出電流限制在安全水平。當(dāng)持續(xù)的嚴(yán)重過載和短路增加開關(guān)中的功率耗散，導(dǎo)致結(jié)溫升高時(shí)，熱警告保護(hù)電路會關(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)斷功能，以便在結(jié)溫超過 160°C 時(shí)保護(hù)自身。 當(dāng)結(jié)溫超過熱跳閘閾值時(shí)，熱關(guān)斷會強(qiáng)制器件停止工作。一旦芯片溫度降至 140°C 以下，該器件就會重新啟動(dòng)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 至 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(dòng)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(dòng)低脈沖跳躍 （PSM） 功率模式，
  允許輸出紋波優(yōu)于 2%
• 強(qiáng)制 PWM 模式
• 支持預(yù)偏置輸出
• 電源良好監(jiān)控器和復(fù)位發(fā)生器
• 1A、2 個(gè) USB 電源開關(guān)，帶過流和熱保護(hù)
• 小型、熱效率高的 40 引腳 6mm x 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?：TPS65258
• ?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和2個(gè)USB開關(guān)
• ?特點(diǎn)?：三通道DC-DC轉(zhuǎn)換器，集成FET，支持預(yù)偏置輸出，具有自動(dòng)低脈沖跳躍模式（PSM）和強(qiáng)制PWM模式

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

三、應(yīng)用領(lǐng)域

• 多電壓系統(tǒng)（5V、9V、12V、15V）的電源管理
• 需要高效率和高電流輸出的應(yīng)用

四、功能描述

• ?電流模式控制?：簡化外部頻率補(bǔ)償
• ? 自動(dòng)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(dòng)
• ?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

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(dòng)?：通過外部電容設(shè)置軟啟動(dòng)時(shí)間
• ?過流保護(hù)?：逐周期電流限制，防止過流損害

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(dòng)電容?：根據(jù)所需的軟啟動(dòng)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(dòng)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