TPS54424 4.5V 至 17V 输入、电流模式、4A 同步 SWIFT™ 降压转换器数据手册

TPS54424 是一款功能齐全的 17V（最大 19V）、4A 同步降压直流/直流转换器，采用 3.5mm × 3.5mm HotRod™ QFN 封装。

该器件通过高效率并集成高压侧和低压侧 MOSFET，针对小尺寸解决方案进行了优化。通过峰值电流模式控制（减少元件数量）和选择高开关频率（减少电感器占用空间），进一步节省空间。
*附件：tps54424.pdf

峰值电流模式控制简化了环路补偿，并提供了快速瞬态响应。高侧和低侧拉电流限制的逐周期峰值电流限制可在过载情况下保护器件。如果短路或过载故障持续存在，打嗝会限制 MOSFET 的功率耗散。

电源良好监控电路监控稳压器输出。PGOOD 引脚是一个开漏输出，当输出电压处于调节状态时变为高阻抗。一个内部 demaritch 时间可防止 PGOOD 引脚被拉低，除非发生了故障。

专用的 EN 引脚可用于控制稳压器的开/关和调整输入欠压锁定。输出电压启动斜坡由 SS/TRK 引脚控制，允许作为独立电源或在跟踪情况下运行。

特性

• 小型 3.5mm × 3.5mm HotRod™ QFN 封装
• 集成 14.1mΩ 和 6.1mΩ MOSFET
• 具有快速瞬态响应的峰值电流模式控制
• 200kHz 至 1.6MHz 固定开关频率
• 与 External Clock 同步
• 0.6V 基准电压 ±温度范围内为 0.85%
• 0.6V 至 12V 输出电压范围
• 打嗝电流限制
• 安全启动至预偏置输出电压
• 可调软启动和电源排序
• 可调输入欠压锁定
• 3μA 关断电流
• 用于欠压和过压的电源良好输出监视器
• 输出过压保护
• 非闭锁热关断保护
• –40°C 至 150°C 工作结温

参数

方框图

1. 概述

TPS54424是一款高效率、小封装的同步降压DC-DC转换器，适用于电信和无线基础设施、测试和测量设备、医疗成像设备以及企业交换机和服务器等应用。它提供了4.5V至17V（最大19V）的宽输入电压范围，以及4A的连续输出电流能力。

2. 主要特性

• ‌小封装‌：3.5mm x 3.5mm HotRod™ QFN封装
• ‌集成MOSFET‌：内置14.1mΩ和6.1mΩ MOSFETs
• ‌快速瞬态响应‌：采用峰值电流模式控制
• ‌宽开关频率范围‌：200kHz至1.6MHz
• ‌外部时钟同步‌：支持与外部时钟信号同步
• ‌高精度电压参考‌：0.6V电压参考，±0.85%精度
• ‌灵活保护功能‌：包括过流保护、热关断、输出过压保护等
• ‌低待机电流‌：3μA关机电流
• ‌电源良好指示‌：PGOOD引脚监控输出电压状态

3. 功能描述

3.1 固定频率PWM控制

• 采用可调固定频率峰值电流模式控制，简化环路补偿设计。
• 通过外部电阻设置开关频率，支持从200kHz至1.6MHz的调整。

3.2 输入电压与使能控制

• 输入电压范围宽，支持4.5V至17V的输入，具有输入欠压锁定（UVLO）功能。
• 使能（EN）引脚控制设备开关，支持可调UVLO和迟滞功能。

3.3 软启动与跟踪

• SS/TRK引脚实现软启动功能，防止开机时的电流冲击。
• 支持电源跟踪功能，实现多个电源的顺序启动。

3.4 电源良好指示

• PGOOD引脚为开漏输出，当输出电压在正常范围内时拉高。
• 内置去抖动时间，防止因瞬时故障导致PGOOD引脚误动作。

3.5 保护功能

• 包括过流保护、短路保护、热关断、输出过压保护等，确保设备安全可靠运行。
• 过流保护采用逐周期峰值电流限制，短路时进入打嗝模式限制功率损耗。

4. 应用电路设计

TPS54424的应用电路设计包括选择合适的输入电容、输出电感、输出电容以及补偿网络。设计过程中需要考虑负载瞬态响应、稳定性、效率和输出纹波电压等因素。TI提供了WEBENCH® Power Designer工具，可帮助用户快速生成定制设计。

5. 布局指南

• 输入和输出电容应尽可能靠近TPS54424的相应引脚，以减小寄生电感和电阻。
• PGND引脚应连接到系统地平面，以减小地回路阻抗。
• SW引脚应尽可能短且宽，以减小辐射发射。
• 反馈网络应远离高电压开关轨迹，以减少噪声耦合。

6. 封装与订购信息

TPS54424提供RNV 18引脚VQFN-HR封装，具有不同的订购状态和RoHS状态。

7. 文档与支持

TI提供了详细的数据手册、应用笔记、设计工具以及社区资源，帮助用户进行设计和故障排除。用户可以通过TI的E2E™在线社区获取技术支持和与其他工程师交流经验。