TPS7H4003-SEP 采用航天增强型塑料制成的耐辐射 3V 至 7V、18A 同步降压转换器数据手册

TPS7H4003-SEP 是一款耐辐射、7V、18A 同步降压转换器，集成了低电阻高侧和低侧 MOSFET，采用热增强型 34 引脚陶瓷扁平封装。通过电流模式控制实现高效率和减少元件数量。

输出电压启动斜坡由 SS/TR 引脚控制，该引脚允许作为独立电源运行或在跟踪情况下运行。通过正确配置 enable 和 power good 引脚，可以进行 Power Sequences。TPS7H4003-SEP 可以配置为主从模式，使用 SYNC2 引脚，可以在没有外部时钟的情况下并联配置四个器件。
*附件：tps7h4003-sep.pdf

高侧 FET 上的逐周期电流限制可在过载情况下保护器件，并通过低侧拉电流保护来增强，防止电流失控。还有一个低侧灌电流保护，可关闭低侧 MOSFET，以防止反向电流过大。当芯片温度超过热限制时，热关断将禁用零件。

特性

• 辐射性能：
  • SEL、SEB 和 SEGR 抗扰度高达 LET = 43 MeV-cm ^2^ /毫克
  • SET 和 SEFI 特性高达 LET = 43 MeV-cm ^2^ /毫克
  • TID 保证每个晶圆批次高达 50 krad（Si）
• 峰值效率：94% （V O = 1 V（100 kHz 时）
• 集成 17mΩ 和 9mΩ MOSFET
• 电源轨：VIN 上为 3 V 至 7 V
• 灵活的开关频率选项：
  • 100kHz 至 1MHz 可调内部振荡器
  • 外部同步能力：100kHz 至 1MHz
  • SYNC 引脚可配置为 500kHz 异相 90° 时钟，最多可并联 4 个器件
• 在温度、辐射以及线路和负载调节范围内提供 0.6V ±1.7% 电压基准
• 单调启动至预偏置输出
• 可调斜率补偿和软启动
• 用于电源排序的可调输入使能和电源就绪输出
• 44 引脚 PowerPAD™ HTSSOP 封装
• 太空增强塑料：
  • 受控基线
  • Au bondwire 和 NiPdAu 铅表面处理
  • 增强的模塑料，实现低释气
  • 一个制造、组装和测试站点
  • 延长产品生命周期
  • 延长产品变更通知
  • 产品可追溯性

参数

方框图

概述

TPS7H4003-SEP是一款专为空间应用设计的辐射耐受型同步降压（Buck）DC-DC转换器，支持3V至7V的输入电压范围，提供高达18A的连续输出电流。该转换器采用集成低阻MOSFET和增强型塑料封装，具有高效率、高可靠性和易于使用的特点。

主要特性

• ‌辐射耐受性‌：对SEL、SEB、SEGR、SET和SEFI等辐射效应具有高达43 MeV-cm²/mg的免疫能力，TID保证每晶圆批次高达50 krad(Si)。
• ‌高效率‌：峰值效率可达94%（在VOUT=1V，fSW=100kHz条件下）。
• ‌宽输入电压范围‌：3V至7V。
• ‌大输出电流‌：连续输出电流高达18A。
• ‌灵活开关频率‌：支持100kHz至1MHz的可调内部振荡器，以及外部同步能力。
• ‌高精度电压参考‌：0.6V ±1.7%的电压参考，对温度、辐射和线负载调节具有高精度。
• ‌增强型塑料封装‌：采用空间增强型塑料封装，具有低出气特性。

应用领域

• 空间卫星点载供电
• 通信载荷
• 光学成像载荷

功能特点

• ‌软启动与跟踪‌：通过SS/TR引脚实现软启动和输出电压跟踪功能。
• ‌电源排序‌：通过正确配置使能（EN）和电源良好（PWRGD）引脚实现电源排序。
• ‌过流保护‌：具有循环电流限制功能，保护设备在过载情况下不受损坏。
• ‌热关断‌：当结温超过热关断阈值时，自动关闭设备以保护芯片。
• ‌并联操作‌：支持多达4个设备的并联操作，以提供更大的输出电流能力。

电气特性

• ‌输出电压范围‌：根据设计需求可调。
• ‌开关频率范围‌：100kHz至1MHz。
• ‌软启动时间‌：可通过外部电容设置。
• ‌热关断阈值‌：典型值为165°C。

外部组件

• ‌电感‌：根据设计需求选择合适的电感值，以优化性能和尺寸。
• ‌输出电容‌：选择合适的电容值和类型，以减小输出电压纹波和满足负载瞬态响应要求。
• ‌输入电容‌：至少需要一个4.7μF的陶瓷电容，以提供稳定的输入电压和减小纹波。

布局指南

• ‌最小化电流环路‌：将输入电容、电感和输出电容尽量靠近TPS7H4003-SEP，以减小寄生电感和电阻。
• ‌关键信号走线‌：将反馈（VSENSE）引脚、补偿（COMP）引脚和使能（EN）引脚的走线远离高噪声区域，以避免干扰。
• ‌散热设计‌：确保转换器的热路径畅通，通过PCB设计和热连接来优化热耗散。

热管理

• ‌热关断保护‌：当结温超过阈值时，自动关闭转换器以防止过热损坏。
• ‌散热优化‌：通过PCB布局和热连接设计来优化散热性能。

文档和支持

• 提供详细的数据手册和应用指南，帮助用户进行设计和调试。
• 支持WEBENCH® Power Designer工具，方便用户进行自定义电源设计。

总结

TPS7H4003-SEP是一款专为空间应用设计的高性能同步降压DC-DC转换器，具有辐射耐受性、高效率、大输出电流和灵活开关频率等特点。其增强型塑料封装和低出气特性使其适用于空间卫星等恶劣环境。通过合理的外部组件选择和PCB布局设计，可以实现高性能、高可靠性和易于使用的电源解决方案。