TPS40170-Q1 具有电压跟踪功能的汽车级 4.5V 至 60V 同步降压控制器数据手册

TPS40170-Q1 器件是一款功能齐全的同步 PWM 降压控制器，可在 4.5 V 至 60 V 的输入电压范围内工作，并针对高功率密度、高可靠性 DC-DC 转换器应用进行了优化。该控制器通过输入电压前馈补偿实现电压模式控制，从而能够对输入电压变化做出即时响应。开关频率可在 100 kHz 至 600 kHz 范围内编程。

TPS40170-Q1 器件具有一整套系统保护和监控功能，例如可编程 UVLO、通过感应低侧 FET 的可编程过流保护 （OCP）、通过感应高侧 FET 的可选短路保护 （SCP） 和热关断。ENABLE 引脚允许在低电流（典型值为 1μA）模式下关闭系统。该控制器支持预偏置输出，提供漏极开路 PGOOD 信号，并具有闭环软启动、输出电压跟踪和自适应死区时间控制。
*附件：TPS40170-Q1 汽车级 4.5V 至 60V、宽输入、同步 PWM 降压控制器 数据表.pdf

TPS40170-Q1 器件提供精度在 1% 以内的精确输出电压调节。此外，该控制器还实现了一种新的双向同步方案，其中一个控制器作为初级控制器，另一个下游控制器作为次级控制器，与初级控制器同相或 180° 异相同步。次级控制器可与自由运行开关频率的 ±30% 范围内的外部时钟同步。

新产品（LM5145-Q1 和 LM5146-Q1）具有降低 BOM 成本、提高效率和减小设计尺寸等诸多特性。

特性

• 提供新的、类似的产品：
  • LM5145-Q1 具有宽输入电压和占空比范围的 75V 同步降压控制器
  • LM5146-Q1 具有宽占空比范围的 100V 同步降压 DC/DC 控制器
• 适用于汽车应用
• 符合 AEC-Q100 标准，结果如下
  • 器件温度等级 1：-40°C 至 125°C 环境工作温度范围
  • 器件 HBM ESD 分类等级 1C
  • 器件 CDM ESD 分类等级 C4B
• 4.5 V 至 60 V 的宽输入电压范围
• 600mV 参考电压，精度为 1%
• 可编程 UVLO 和迟滞
• 带电压前馈的电压模式控制
• 100 kHz 至 600 kHz 之间的可编程频率
• 具有主选项和辅助选项的双向频率同步
• 低侧 FET 感应过流保护和高压侧 FET 感应短路保护，带集成热补偿
• 可编程闭环软启动
• 支持预偏置输出
• 165°C 时带滞回的热关断
• 电压跟踪
• 电源正常
• 具有 1μA 低电流关断功能的 ENABLE。
• 8V 和 3.3V LDO 输出
• 集成自举二极管
• 20 引脚 4.5mm × 3.5mm VQFN （RGY） 封装

参数

方框图

1. 产品概述

• ‌名称‌：TPS40170-Q1
• ‌类型‌：汽车级同步PWM降压控制器
• ‌输入电压范围‌：4.5V至60V
• ‌应用‌：适用于高功率密度、高可靠性的DC-DC转换器应用

2. 主要特性

• ‌汽车级认证‌：符合AEC-Q100标准
• ‌宽输入电压范围‌：支持4.5V至60V的宽输入电压
• ‌同步PWM控制‌：提高转换效率
• ‌可编程特性‌：包括UVLO（欠压锁定）、软启动、过流保护等
• ‌双向同步‌：支持主从控制器之间的同步操作
• ‌热关断保护‌：防止过热损坏
• ‌集成功能‌：包括LDO输出、集成自举二极管等

3. 电气特性

• ‌参考电压‌：600mV，精度1%
• ‌开关频率‌：可编程，范围从100kHz至600kHz
• ‌输出电压跟踪‌：支持输出电压跟踪功能
• ‌低电流关断‌：ENABLE引脚具有1µA的低电流关断功能

4. 保护功能

• ‌ 过流保护（OCP） ‌：通过低侧FET感测实现过流保护
• ‌ 短路保护（SCP） ‌：通过高侧FET感测实现短路保护
• ‌热关断‌：在结温达到165°C时触发热关断保护

5. 应用领域

• ‌汽车电子‌：适用于汽车电源管理系统
• ‌工业控制‌：高可靠性DC-DC转换器应用
• ‌电信基础设施‌：需要宽输入电压范围的电源供应

6. 封装与订购信息

• ‌封装类型‌：20引脚4.5mm×3.5mm VQFN（RGY）
• ‌订购信息‌：具体封装和温度等级选项请参考数据表

7. 设计与布局指南

• ‌布局建议‌：包括关键信号（如RT、SS、FB、COMP）的布局指导
• ‌旁路电容‌：推荐在VIN、BP、VDD引脚附近放置旁路电容
• ‌热设计‌：确保足够的散热措施，以降低结温

8. 附加功能

• ‌电压跟踪‌：支持输出电压跟踪功能，适用于多电源轨同步启动
• ‌软启动‌：可编程软启动功能，减少启动时的电流冲击
• ‌预偏置输出启动‌：支持预偏置输出的平滑启动

9. 注意事项

• ‌静电放电（ESD）警告‌：处理IC时应采取适当的ESD防护措施
• ‌热关断后的重启‌：热关断后，需要等待结温降低到安全范围后才能重新启动