TPS61381-Q1 400kHz 升压转换器，带 LDO 充电器和电池健康检测数据手册

TPS61381-Q1 是 400kHz、40V、15A 汽车双向升压转换器/LDO 充电器，具有电池健康状态检测功能，专为 TBOX 或 e-call 等备用电源系统而设计。该转换器在 VOUT 引脚上支持高达 40V 的绝对最大电压，以承受负载突降情况，并支持直接连接 12V 汽车电池。

TPS61381-Q1 集成了 I2C 可配置 LDO 充电器，支持 NiMH、Li-Ion、LiFePO4、超级电容器。
*附件：tps61381-q1.pdf

TPS61381-Q1 集成了升压功能，可在 0.5V 至 12V BUB 电压和 5-12V 输出电压下工作。该器件采用固定频率峰值电流控制方案，可选扩频，以最大限度地降低 EMI。升压功能支持 5A-15A 可编程平均电流限制。

TPS61381-Q1 集成了电池健康检测功能，以恒定电流对电池放电，并检测电池内阻两端的电压降。

TPS61381-Q1 采用 3mm × 4mm QFN 封装，侧面具有可润湿性。

特性

• 符合 AEC-Q100 标准，适用于汽车应用
  • 器件温度等级 1：-40°C 至 125°C 环境工作温度范围
• I2C 可编程 LDO 充电器
  • 支持高达 21V 的充电器输入电压（VOUT 引脚），绝对最大电压高达 40V，以承受负载突降
  • 支持 1-5 节镍氢电池、1-2 节锂离子电池、LiFePO4、1-4 节超级电容器的多化学电池充电曲线
  • 可编程充电电流 50mA 和 100mA
  • 宽电池电压工作范围 0V 至 12V
  • 可编程充电定时器长达 32 小时
  • NTC 热敏电阻输入用于监控电池温度
• 支持 12V 汽车电池备用电源系统的可编程升压转换器
  • 可编程输出电压范围：5V 至 12V
  • 可编程升压平均输入电流限值 5A 至 15A
  • 升压模式下的备用电池 （BUB） 电压：0.5V 至 12V
    • 最小 3V 开机
    • 当 Vout>5V 时，可在 1V 下启动
  • 当 12V 系统电压下降时，<20us 自动转换到升压模式
• 备用电池健康状态 （SOH） 检测
  • 0A 至 1.5A 的可调放电电流
  • 电池电压、放电电流和电池温度的多信号模拟输出（AVI pin）
• 更低的静态电流和漏电流
  • 待机模式下 20μA 静态电流
  • < 1μA 关断电流
  • <连接到备用电池的引脚的漏电流为 1μA
• EMI 抑制
  • 400kHz 固定开关频率
  • 可选的可编程扩频
• 3mm × 4mm 25 引脚封装，带可湿性侧面

参数

方框图

1. 概述

• ‌文件名‌：tps61381-q1.pdf
• ‌设备‌：TPS61381-Q1 - 汽车级400kHz, 40V, 15A升压转换器，带LDO充电器和电池健康检测功能
• ‌发布日期‌：2025年3月
• ‌发布者‌：Texas Instruments

2. 主要特性

• ‌AEC-Q100认证‌：适用于汽车应用，环境温度范围-40°C至125°C
• ‌I2C可编程LDO充电器‌：
  • 支持最高21V的充电器输入电压（VOUT引脚），absmax电压高达40V以承受负载转储
  • 支持多种电池化学成分的充电配置文件（1-5节NiMH，1-2节Li-Ion，LiFePO4，1-4节超级电容器）
  • 可编程充电电流50mA和100mA
  • 宽电池电压工作范围0V至12V
  • 可编程充电定时器，最长可达32小时
• ‌可编程升压转换器‌：
  • 支持12V车载电池备份电源系统
  • 可编程输出电压范围：5V至12V
  • 可编程升压平均输入电流限制：5A至15A
  • 备份电池（BUB）电压在升压模式下：0.5V至12V
  • 自动在12V系统电压下降时进入升压模式，转换时间<20us
• ‌电池健康检测‌：
  • 可调放电电流范围：0A至1.5A
  • 多信号模拟输出（AVI引脚）显示电池电压、放电电流和电池温度
• ‌低静态电流和泄漏电流‌：
  • 待机模式下20μA静态电流
  • 关机电流<1μA
  • 连接到备份电池的引脚泄漏电流<1μA

3. 功能描述

• ‌I2C串行接口‌：用于配置设备参数
• ‌充电器功能‌：支持多种电池化学成分的充电配置文件，包括NiMH、Li-Ion、LiFePO4和超级电容器
• ‌升压功能‌：在12V系统电压下降时自动进入升压模式，支持固定频率峰值电流控制方案，可选扩展频谱以降低EMI
• ‌电池健康检测‌：通过恒定电流放电电池并检测电池内部电阻上的电压降来检测电池健康状态

4. 应用

• ‌ 紧急呼叫（eCall） ‌
• ‌其他需要备份电源系统的应用‌

5. 封装与尺寸

• ‌封装‌：3mm × 4mm QFN-25封装，带湿侧翼

6. 开发支持

• ‌文档支持‌：包括相关文档、应用笔记和PCB布局指南
• ‌支持资源‌：TI E2E支持论坛提供快速设计帮助