TPS543421 3.8V 至 18V 输入、4A、200kHz 至 2.2MHz 同步降压转换器数据手册

TPS543x21 是一款高效率、高电压输入、易于使用的同步降压转换器，具有很高的设计灵活性。TPS543x21 具有 3.8V 至 18V 的宽工作输入电压范围，专为由 5V、12V 电源总线轨供电的系统而设计。该器件支持高达 5A、4A、3A 的连续输出电流和 98% 的最大占空比。
*附件：tps543421.pdf

TPS543x21 使用具有内部补偿功能的固定频率峰值电流控制，可实现快速瞬态响应以及良好的线路和负载调节。通过优化的内部环路补偿，该器件无需在较宽的输出电压范围和开关频率内进行外部补偿。集成自举电容器有助于实现单层 PCB 并减少外部元件数量。

TPS543x21 可通过 RT/SYNC 引脚设置 200kHz 至 2.2MHz 的宽开关频率，实现高度的设计灵活性。该器件具有轻负载条件下的脉冲频率调制 （PFM）、强制连续导通调制 （FCCM） 选项，以及具有不同 MODE 引脚配置的可调软启动 （SS） 时间/电源正常 （PG） 指示器。

TPS543x21 提供保护功能，包括热关断、输入欠压锁定、逐周期电流限制和打嗝短路保护。TPS543x21 采用 9 引脚、1.5mm × 2.0mm QFN 封装，引脚布局可用于单层 PCB 布局，结温的额定温度范围为 –40°C 至 150°C。

特性

• 针对广泛的应用进行配置
  • 3.8V 至 18V 输入电压范围
  • 高达 5A （TPS543521）、4A （TPS543421）、3A （TPS543321） 连续输出电流
  • 0.6V ±1% 参考电压（–40°C 至 150°C）
  • 70ns 和 114ns 最小接通和关断时间
  • 8us 最大开关导通时间
  • 98% 最大占空比
• 高效率
  • 集成 47mΩ 和 21mΩ MOSFET
  • 28uA 的低静态电流（典型值）
• 易于使用且设计尺寸小
  • 具有内部补偿的峰值电流控制模式
  • 200kHz 至 2.2MHz 可选频率
  • 可与外部时钟同步（支持相移）：200kHz 至 2.2MHz
  • 轻负载条件下的可选 PFM / FCCM
  • 可选择可调软启动时间，电源良好指示功能
  • 良好的 EMI 性能，具有扩频和优化的引脚排列
  • 高侧和低侧 MOSFET 的打嗝过流 （OC） 限制
  • 非闭锁保护，用于过温保护 （OTP）、过流保护 （OCP）、过压保护 （OVP）、欠压保护 （UVP） 和欠压锁定 （UVLO）
  • 集成自举电容器，支持单层 PCB 布局
  • –40°C 至 150°C 工作结温
  • 1.5mm × 2.0mm QFN 封装

参数

方框图

1. 产品概述

• ‌设备名称‌：TPS543421
• ‌类型‌：3.8V至18V输入，4A同步降压转换器
• ‌特点‌：高效、高电压输入、易于使用、设计灵活
• ‌应用领域‌：医疗、健康、建筑自动化、测试测量、多功能打印机、企业投影仪、便携式电子设备、有线网络、无线基础设施、分布式电源系统

2. 主要特性

• ‌输入电压范围‌：3.8V至18V
• ‌连续输出电流‌：4A
• ‌参考电压‌：0.6V ±1%
• ‌开关频率‌：200kHz至2.2MHz可调
• ‌保护功能‌：过温保护（OTP）、过流保护（OCP）、过压保护（OVP）、欠压保护（UVP）、欠压锁定（UVLO）
• ‌封装‌：1.5mm × 2.0mm QFN包装
• ‌工作温度范围‌：-40°C至150°C

3. 功能描述

• ‌固定频率峰值电流控制‌：实现快速瞬态响应和良好的线路及负载调节
• ‌模式选择‌：轻载条件下可选脉冲频率调制（PFM）或强制连续导通模式（FCCM），可调软启动时间或电源良好（PG）指示功能
• ‌集成MOSFETs‌：内置47mΩ高侧和21mΩ低侧MOSFETs，提高效率
• ‌EMI性能‌：频率扩展频谱功能，减少电磁干扰
• ‌热关断‌：防止过热损坏

4. 应用与设计

• ‌典型应用‌：提供详细的典型应用电路，支持5V输出、4A电流的电源设计
• ‌设计工具‌：支持使用WEBENCH® Power Designer进行定制设计
• ‌设计步骤‌：包括输出电压设置、开关频率选择、电感选择、输出电容选择等
• ‌布局指南‌：提供PCB布局建议，确保最佳性能和可靠性

5. 电气特性

• ‌高效率‌：在宽输入电压和负载范围内保持高效率
• ‌低静态电流‌：典型值为28uA，有助于降低待机功耗
• ‌快速瞬态响应‌：通过内部补偿实现快速、稳定的输出电压调节

6. 文档与支持

• ‌相关文档‌：提供EMI设计指南、瞬态响应优化指南等相关应用笔记
• ‌更新通知‌：可通过TI官网注册接收文档更新通知
• ‌社区支持‌：TI E2E™支持论坛提供设计帮助和解答