TPS54KB20 4V 至 16V 输入、25A 远程感应同步降压转换器数据手册

TPS54KB2x 器件是一款小型、高效、同步降压转换器，具有自适应导通时间 D-CAP4 控制模式。该控制方法可在整个输出电压范围内提供低的最小导通时间和快速负载瞬态响应，而无需外部补偿网络。由于不需要外部补偿，因此该器件易于使用，并且需要很少的外部元件。该设备专为空间受限的数据中心应用而设计。
*附件：tps54kb20.pdf

TPS54KB2x 器件在指定的工作结温范围内具有差分远程感应、高性能集成 MOSFET 和精确的 ±0.5% 基准。该器件具有精确的负载调节和线性调节、节能模式或 FCCM作、通过 MSEL 引脚的可编程设置和可编程软启动。

TPS54KB2x 器件是一款无铅器件。该设备符合 RoHS 标准，无例外。

特性

• 4V 至 16V 输入电压范围
• 支持 3.1V 至 5.3V 外部 VCC 偏置
• 5.8mΩ 和 2.3mΩ MOSFET
• 25A 连续输出电流
• 优化的 16 引脚 WQFN-HR 封装，可实现效率和热性能
• TJ = –40°C 至 +125°C 时的 ±0.5% 基准 （VREF）
• VREF 至 5.5V 输出电压范围
• 差分远程感应
• 具有超快速负载阶跃响应的 D-CAP4
• 支持所有陶瓷输出电容器
• 可选择自动跳过 Eco 模式，实现高轻载效率
• 使用 RILIM 的可编程电流限制
• 可选开关频率：800kHz、1.1MHz、1.4MHz
• 可编程软启动时间
• 预偏置启动能力
• 漏极开路电源良好输出
• 谷值过流限制保护
• 过压和欠压故障保护
• 引脚兼容 30A TPS54KC23

参数

方框图

1. 产品概述

TPS54KB2x是一款高效率、单通道、小型同步降压转换器，专为服务器、存储和其他计算应用中25A或更低输出电流的低输出电压点负载设计。该设备采用D-CAP4控制模式，具有自适应导通时间，无需外部补偿网络，易于使用且外部元件少。

2. 主要特性

• ‌输入电压范围‌：4V至16V
• ‌输出电压范围‌：内部电压参考至5.5V
• ‌输出电流‌：25A连续输出电流
• ‌集成MOSFETs‌：5.8mΩ和2.3mΩ
• ‌封装‌：优化的16引脚WQFN-HR封装
• ‌参考电压精度‌：±0.5%（T_J = –40°C至+125°C）
• ‌差分远程感应‌
• ‌D-CAP4控制‌：实现快速负载瞬态响应
• ‌可选自动跳频Eco模式‌：提高轻载效率
• ‌可编程电流限制‌
• ‌可选开关频率‌：800kHz、1.1MHz、1.4MHz
• ‌可编程软启动时间‌
• ‌开漏电源正常输出‌
• ‌谷底过流限制保护‌
• ‌过压和欠压故障保护‌
• ‌与30A TPS54KC23引脚兼容‌

3. 应用领域

• 机架服务器和刀片服务器
• 硬件加速器和插卡
• 数据中心交换机
• 工业PC
• 基带单元（BBU）

4. 功能描述

• ‌内部VCC LDO‌：3.0V输出，可通过外部偏置提高效率。
• ‌使能功能‌：当EN引脚电压超过使能阈值且VIN超过VIN UVLO上升阈值时，设备启动。
• ‌可调软启动‌：通过外部软启动电容器设置。
• ‌电源正常（PG）输出‌：当输出电压处于调节状态时，PG输出高电平。
• ‌输出电压设置‌：通过FB引脚的分压电阻器设置。
• ‌远程感应‌：补偿PCB迹线上的电压降。
• ‌D-CAP4控制‌：无需外部补偿，实现快速负载瞬态响应。
• ‌多功能选择（MSEL）引脚‌：选择开关频率、操作模式和内部斜坡幅度。
• ‌低侧MOSFET零交叉检测‌：在跳频模式下提高轻载效率。
• ‌过流保护‌：包括正过流保护和负过流限制。
• ‌过压和欠压保护‌：监测反馈电压，防止过压和欠压损坏。
• ‌输出电压放电‌：禁用时，通过内部放电MOSFET放电输出电压。
• ‌UVLO保护‌：监测VIN和VCC引脚电压，防止低电压启动。
• ‌热关断‌：监测内部结温，防止过热损坏。

5. 典型应用

• ‌设计示例‌：将4.5V至16V的输入电压转换为3.3V的输出电压，最大输出电流为25A。
• ‌设计步骤‌：包括输出电压设置、选择开关频率和操作模式、选择电感器、设置电流限制、选择输出电容器、选择输入电容器、选择软启动电容器、设置EN引脚电阻分压器、选择VCC旁路电容器、选择BOOT电容器、添加RC缓冲器、选择PG上拉电阻器等。

6. 布局指南

• ‌宽而短的VIN、PGND和SW迹线‌：减少阻抗，改善散热。
• ‌电源组件布局‌：将电源组件放在PCB顶层，使用至少一个固体接地内层隔离小信号迹线。
• ‌旁路电容器放置‌：靠近IC放置高频旁路电容器。
• ‌反馈电阻器放置‌：无论单端感应还是远程感应，都应将反馈电阻器靠近设备放置。

7. 封装与订购信息

• ‌封装类型‌：WQFN-FCRLF（RZR），16引脚
• ‌订购信息‌：包括TPS54KB20RZRR、TPS54KB21RZRR、TPS54KB22RZRR和TPS54KB23RZRR等型号，均为活跃生产状态。