TPS51218 用于笔记本电脑电源的 3V 至 28V、20A 同步 D-CAP 降压控制器数据手册

TPS51218 是一款具有自适应导通时间 D-CAP™ 模式的小型单降压控制器。该器件适用于数字消费类产品中的低输出电压、高电流、PC 系统电源轨和类似的负载点 （POL） 电源。具有最少引脚数的小型封装可节省 PCB 上的空间，而专用的 EN 引脚和预设频率选择可最大限度地减少新设计所需的设计工作量。轻负载条件下的跳跃模式、强栅极驱动器和低侧 FET R DS（开） 电流传感支持宽负载范围内的低损耗和高效率。转换输入电压（即高侧 FET 漏极电压）范围为 3 V 至 28 V，输出电压范围为 0.7 V 至 2.6 V。该器件需要一个外部 5V 电源。TPS51218 采用 10 引脚 SON 封装，额定温度范围为 –40°C 至 85°C。
*附件：tps51218 用于笔记本电脑电源的降压控制器数据表.pdf

特性

• 宽输入电压范围：3 V 至 28 V
• 输出电压范围：0.7 V 至 2.6 V
• 宽输出负载范围：0 至 20A+
• 内置 0.5% 0.7 V 基准
• 具有 100ns 负载阶跃响应的 D-CAP™ 模式
• 具有 4 种可选
  频率设置的自适应导通时间控制架构
• 4700 ppm/°C 温度 DS（开） 电流感应
• 内部 1ms 电压伺服软启动
• 预充电启动能力
• 内置输出放电
• 电源良好输出
• 集成升压开关
• 内置 OVP/UVP/OCP
• 热关断 （非锁存）
• SON-10 （DSC） 封装

参数

一、产品概述

• ‌产品名称‌：TPS51218 降压控制器
• ‌应用领域‌：适用于笔记本电脑及其他数字消费类产品的电源供应，特别是低输出电压、高电流的点负载（POL）应用。
• ‌主要特性‌：
  • 宽输入电压范围：3V 至 28V。
  • 输出电压范围：0.7V 至 2.6V。
  • 集成0.5%精度的0.7V参考电压。
  • D-CAP™模式控制，快速负载响应。
  • 自适应导通时间控制，频率可选。
  • 内置过压保护（OVP）、欠压保护（UVP）和过流保护（OCP）。
  • 预充电启动能力。
  • 热关断保护。

二、电气特性

• ‌工作结温范围‌：-40°C 至 85°C。
• ‌输入电压范围‌：3V 至 28V（VBST最高37V）。
• ‌输出电压范围‌：0.7V 至 2.6V。
• ‌开关频率‌：可选，通过RF引脚连接不同电阻设置，范围为290kHz至430kHz。
• ‌软启动时间‌：1ms。
• ‌电源好（PGOOD）阈值‌：92.5% 至 112.5% VOUT。
• ‌过流保护阈值‌：可通过外部电阻设置，范围0.2V至3V。

三、功能特性

• ‌D-CAP™模式‌：利用输出电容的ESR感测电流，无需外部相位补偿。
• ‌自适应导通时间控制‌：根据输入和输出电压自动调整导通时间，保持相对恒定的开关频率。
• ‌频率可选‌：通过RF引脚连接不同电阻，可在四种预设频率中选择。
• ‌轻载跳周期模式‌：在轻载时自动降低开关频率，提高效率。
• ‌强制连续导通模式‌：RF引脚连接PGOOD时，轻载下保持连续导通模式。
• ‌动态输出电压调整‌：支持输出电压的动态调整。
• ‌强大的栅极驱动‌：支持低RDS(on)的N沟道MOSFET。
• ‌多种保护机制‌：包括过压保护、欠压保护、过流保护和热关断保护。

四、封装与尺寸

• ‌封装类型‌：10引脚SON（DSC）封装。
• ‌具体尺寸‌：请参考数据表中的封装图纸。

五、引脚功能

• ‌主要引脚‌：
  • SW：开关节点，高侧MOSFET栅极驱动返回。
  • DRVH：高侧MOSFET驱动输出。
  • DRVL：低侧MOSFET驱动输出。
  • V5IN：5V供电输入。
  • VBST：高侧MOSFET驱动自举电压输入。
  • VFB：反馈电压输入。
  • EN：使能引脚，短接到地关断设备。
  • PGOOD：电源好输出，开漏输出，需外部上拉。
  • RF：频率选择引脚，连接不同电阻设置开关频率。
  • TRIP：过流检测阈值设置引脚。

六、典型应用电路

• ‌应用场景‌：笔记本电脑等需要高效率、低输出电压和高电流的应用。
• ‌设计要点‌：
  • 选择合适的电感器和输出电容器，以满足输出纹波和效率要求。
  • 精确设置反馈电压分压器，以获得所需的输出电压。
  • 根据负载需求选择合适的开关频率和轻载模式。

七、设计资源与工具

• ‌数据表‌：提供详细的电气特性、引脚功能和典型应用电路。
• ‌应用手册和参考设计‌：TI提供相关的应用手册和参考设计，帮助用户快速完成电源设计。