TPS55289 具有 I²C 接口的 30V 8A 降压-升压转换器数据手册

TPS55289 是一款同步降压-升压转换器，专为将电池电压或适配器电压转换为电源轨而优化。TPS55289 集成了四个 MOSFET 开关，为 USB 供电 （USB PD） 应用提供了紧凑的解决方案。

TPS55289具有高达 30V 的输入电压能力。通过 I^2^C 接口，TPS55289的输出电压可在 0.8 V 至 22 V 范围内编程，步长为 10 mV。在升压模式下工作时，该器件可以从 12V 输入电压提供 60W 的功率。它能够从 9V 输入电压提供 45W 的功率。
*附件：tps55289.pdf

TPS55289采用平均电流模式控制方案。开关频率可通过外部电阻器在 200 kHz 至 2.2 MHz 范围内编程，并且可以与外部时钟同步。TPS55289 还提供可选的扩频，以最大限度地降低峰值 EMI。

TPS55289 提供输出过压保护、平均电感电流限制、逐周期峰值电流限制和输出短路保护。该TPS55289还确保在持续过载条件下，通过可选的输出电流限制和打嗝模式保护安全运行。

TPS55289可以使用具有高开关频率的小电感器和小电容器。它采用 3.0mm × 5.0mm QFN 封装。

特性

• 可编程电源 （PPS） 支持 USB 供电 （USB PD）
  • 3.0V 至 30V 宽输入电压范围
  • 0.8V 至 22V，步进 10mV 可编程输出电压范围
  • ±1% 基准电压精度
  • 可调节的输出电压补偿，用于电缆上的电压下降
  • 可编程输出电流限制高达 6.35A，步长为 50mA
  • ±5% 精度的输出电流监控
  • 我^2^C 接口
• 在整个负载范围内具有高效率
  • V 时效率为 96% 在 = 12 V，V 外 = 20 V，I 外 = 3 安培
  • 轻负载时的可编程 PFM 和 FPWM 模式
• 避免频率干扰和串扰
  • 可选时钟同步
  • 200 kHz 至 2.2 MHz 的可编程开关频率
• EMI 抑制
  • 可选的可编程扩频
  • 无铅封装
• 丰富的保护功能
  • 输出过压保护
  • 用于输出短路保护的打嗝模式
  • 热关断保护
  • 8A 平均电感器电流限制
• 小解决方案尺寸
  • 最大开关频率高达 2.2 MHz
  • 3.0mm × 5.0mm HotRod™ QFN 封装

参数

方框图

1. 产品概述

TPS55289是一款30V、8A的同步升降压（Buck-Boost）转换器，具有I2C接口。它专为USB电力传输（USB PD）应用设计，支持宽输入电压范围（3.0V至30V）和可编程输出电压范围（0.8V至22V）。产品特点包括高效率、多种保护功能和紧凑的封装尺寸。

2. 主要特性

2.1 宽输入与输出电压范围

• ‌输入电压‌：3.0V至30V。
• ‌输出电压‌：0.8V至22V，可编程，步长为10mV。

2.2 高效率与灵活性

• ‌高效率‌：在VIN=12V，VOUT=20V，IOUT=3A时效率高达96%。
• ‌可编程PFM和FPWM模式‌：在轻载条件下自动切换，以提高效率。
• ‌可选时钟同步‌：支持外部时钟同步，避免频率干扰和串扰。

2.3 保护功能

• ‌输出过压保护‌。
• ‌短路保护‌：采用打嗝模式（Hiccup Mode）防止输出短路损坏。
• ‌热关断保护‌。
• ‌平均电感电流限制‌：8A。

2.4 小型封装与易于使用

• ‌封装尺寸‌：3.0mm×5.0mm HotRod™ QFN封装。
• ‌I2C接口‌：支持灵活的配置和监控。

3. 应用领域

• ‌无线充电器‌。
• ‌USB PD‌。
• ‌扩展坞‌。
• ‌工业PC‌。
• ‌移动电源‌。
• ‌显示器‌。

4. 功能描述

4.1 控制模式

• ‌平均电流模式控制‌：提供简化的环路补偿和快速的负载瞬态响应。
• ‌内部振荡器‌：可编程频率范围从200kHz至2.2MHz。

4.2 可编程特性

• ‌输出电压‌：通过I2C接口编程设置。
• ‌输出电流限制‌：可编程，步长为50mA。
• ‌电缆电压降补偿‌：通过外部电阻或内部寄存器设置。

4.3 保护机制

• ‌热关断‌：当结温超过175°C时自动关断。
• ‌打嗝模式‌：在输出短路时，以76ms的周期重复软启动和关断，减少功率损耗。

5. 典型应用电路

文件提供了TPS55289的典型应用电路图，包括输入电容、输出电容、电感、BOOT电容、电流感应电阻等元件的连接方式。

6. 设计指南

6.1 元件选择

• ‌电感‌：根据应用需求选择合适的电感值，以平衡输出纹波和瞬态响应。
• ‌电容‌：推荐使用低ESR的陶瓷电容，以优化性能并减少噪声。
• ‌电流感应电阻‌：用于限制输出电流，需根据设计需求选择合适的电阻值。

6.2 布局与散热

• ‌布局‌：将关键元件（如电感、电容）靠近TPS55289放置，以减小环路面积和降低EMI。
• ‌散热‌：考虑TPS55289的热耗散，并采用适当的散热措施（如散热片、风扇）。

7. 文档与支持

Texas Instruments提供了详细的数据手册、应用笔记和其他支持资源，以帮助用户更好地理解和使用TPS55289。用户可以通过TI官网获取这些资源。