TPS549A20 具有 PMBus 的 1.5V 至 20V、15A 同步 SWIFT™ 降压转换器数据手册

TPS549A20 是一款小型同步降压转换器，具有自适应 导通时间 D-CAP3 控制模式。该设备易于使用且价格低 物料清单计数用于注重空间的电力系统。

该器件具有高性能集成 MOSFET，精度为 0.6V Reference，Andan 集成升压开关。竞争功能包括 极低的外部元件数量、快速加载瞬态响应、自动跳过模式 作、内部软启动控制，无需补偿。 该器件还具有通过 PMBus 进行故障报告的功能，以简化电源 设计

强制连续导通模式有助于满足严格的电压调节要求 accuracy要求。TPS549A20是 采用 a28 引脚 VQFN-CLIP 封装，额定温度范围为 –40°C 至 125°C 环境温度。
*附件：tps549a20.pdf

特性

• 集成的 SWIFT 9.9mΩ 和 4.3mΩ MOSFET 支持 15A 连续 I外
• 宽转换输入电压范围：1.5 V 至 20 V（带缓冲器）
• 输出电压范围为 0.6 V 至 5.5 V
• 可用的 PMBus 调整
  • 电压裕量和调整
  • 软启动时间
  • 开机延迟
  • VDD UVLO 电平
  • 故障报告
  • 开关频率
• 支持所有陶瓷输出电容器
• 参考电压：600 mV，在 –40°C 至 85°C 环境温度下具有 ±0.5% 的容差
• 具有快速负载阶跃响应的 D-CAP3 控制模式
• 打嗝过流保护
• 自动跳过 Eco 模式可实现高轻负载效率
• FCCM 满足严格的输出纹波和电压容差要求
• 预充电启动能力
• 通过 PMBus 提供 200 kHz 至 1 MHz 的
  8 种可选频率设置
• 4.5 mm x 3.5 mm、28 引脚 VQFN-CLIP 封装

参数

方框图

产品概述

• 类型 ：1.5V 至 20V 输入（4.5V 至 25V 偏置）、15A 输出的同步降压转换器，采用 4.5mm×3.5mm、28 引脚 VQFN-CLIP 封装。
• 核心技术 ：集成 SWIFT™技术（9.9mΩ 高侧和 4.3mΩ 低侧 MOSFET），支持 D-CAP3™控制模式，通过 PMBus™实现参数可编程。
• 输出范围 ：0.6V 至 5.5V，参考电压 600mV（-40°C 至 85°C 时精度 ±0.5%）。

主要特性

1. PMBus 功能
   • 支持电压裕量调整（±9%）、软启动时间（1ms 至 8ms）、开机延迟（356μs 至 32.86ms）、VDD 欠压锁定（UVLO）阈值设置。
   • 可通过 PMBus 配置开关频率（200kHz 至 1MHz）、故障报告（过压、过流、热关断等）。
2. 电气参数
   • 输入电压范围：1.5V20V（带缓冲），VDD 偏置 4.5V25V。
   • 静态电流：关机模式 1150μA（典型），工作模式下无开关时 1850μA。
3. 工作模式
   • Auto-Skip Eco-Mode™ ：轻载时自动降低开关频率，提升效率。
   • FCCM ：强制连续电流模式，适用于纹波和电压容差要求严格的场景。
4. 保护功能
   • 逐周期过流限制（15A 典型）、打嗝模式过流保护、热关断（140°C 阈值，40°C 迟滞）、输出过压 / 欠压保护（OVP/UVP）。

PMBus 接口与编程

1. 地址与命令
   • 7 位从地址（001A3A2A1A0），通过 ADDR 引脚电阻分压设置 16 种地址。
   • 支持 OPERATION、ON_OFF_CONFIG、STATUS_WORD 等命令，可配置输出电压、频率、延迟时间等。
2. 寄存器配置
   • CUSTOM_REG ：自定义非易失性存储。
   • DELAY_CONTROL ：设置开机延迟（POD）和电源良好延迟（PGD）。
   • VOUT_ADJUSTMENT ：±0.75% 步长调整输出电压，范围 ±9%。

应用领域

• 服务器、云计算、存储设备。
• 电信与网络、负载点（POL）电源。
• 工业 PC、工厂自动化、高性能 DSP 和 FPGA。

详细功能描述

1. D-CAP3 控制模式
   • 自适应导通时间架构，内置纹波生成网络，支持全陶瓷输出电容，无需外部补偿。
   • 通过内部采样保持电路提升输出电压精度，减少负载调整率。
2. 频率与模式控制
   • 开关频率由 PMBus 或 RF 引脚设置，轻载时自动切换至脉冲跳跃模式，重载时维持恒定频率。
3. 保护机制
   • 过流保护通过 TRIP 引脚电阻设置，利用 MOSFET 导通电阻检测电流并温度补偿。
   • 欠压锁定监控 VDD 电压，热关断为非锁存式，温度降低后自动重启。

规格参数

1. 绝对最大额定值
   • 输入电压 VIN：-0.3V25V，SW 引脚瞬态电压 - 5V27V（<10ns）。
   • 结温：-40°C150°C，存储温度：-55°C150°C，ESD 评级：HBM±2500V，CDM±1500V。
2. 热特性
   • 结到环境热阻（RθJA）：37.5°C/W，结到板热阻（RθJB）：18.1°C/W。
3. 效率
   • 输入 12V，输出 1.2V/8A 时效率约 90.3%，轻载（4A）时效率 91.2%。