TPS65400 4.5 V 至 18 V 输入，4 A/4 A/2 A/2 A 同步四通道转换器，带 PMBus/I2C 接口数据手册

TPS65400 是一款集成 PMU，针对需要小尺寸和高功率转换效率的应用进行了优化，可在高环境工作温度下实现空间受限的小设备，而无需冷却。该器件通过优化稳压器组合实现中间配电总线的单级转换，在系统级提供高功率效率。
*附件：tps65400.pdf

特性

• 每个开关稳压器的效率高达 95%
• 开关稳压器规格：
  • 输入电压范围：4.5 至 18 V
  • V外范围：0.6 V-90%V在
  • SW1、SW2 I 型 外 ： 最大 4A
  • SW3、SW4 I 外 ：最大 2A
• 预偏置启动算法可最大限度地减少启动期间的电压骤降
• 内部欠压锁定 （UVLO）、过流保护 （OCP）、过压保护 （OVP） 和过热保护 （OTP）
• AECQ-100 1 级选项
• 耐热增强型 7mm × 7mm 48 引脚、0.5mm 间距 VQFN 封装
• Pin accessible 功能：
  • 可调 V外带外部反馈电阻器
  • 通过每个开关的精密使能引脚进行时序控制
  • 电阻器可调 PWM 开关频率，范围为 275 kHz 至 2.2 MHz
  • 时钟同步输入和时钟输出
  • 通过外部电容器实现软启动延迟
  • SW1 和 SW2 之间以及 SW3 和 SW4 之间的均流允许在需要时支持更高的电流需求
• PMBus 运行时间控制和状态
  • 通过调整 V 进行运行电压定位裁判
  • 启用和禁用每个切换器
  • 故障和状态监控
• 用户可配置的 PMBus/I^2^C 选项，保存在 EEPROM 中
  • 电源开启和关闭排序
  • 排序可以基于固定时间延迟或 PGOOD 依赖性
  • 通过 VREF 配置进行初始电压定位
  • 每个开关的 PWM 频率调整
  • 每个开关的单独 PWM 相位对齐，以最大限度地减少纹波和电容器尺寸
  • 每个稳压器上的可调电流限制可实现电感器的尺寸和成本优化
  • 软启动时间

参数

方框图

1. 产品概述

TPS65400 是一款集成电源管理单元（PMU），适用于需要小尺寸、高效率电源转换的应用。它提供了四个可独立配置的高电流降压开关调节器（SW1至SW4），每个调节器均支持宽输入电压范围（4.5V至18V），并可通过PMBus/I2C接口进行实时监控和控制。

2. 主要特性

• ‌高效率‌：每个开关调节器的效率高达95%
• ‌宽输入电压范围‌：4.5V至18V
• ‌多输出配置‌：四个开关调节器，SW1和SW2最大输出电流为4A，SW3和SW4最大输出电流为2A
• ‌灵活控制‌：通过PMBus/I2C接口进行电压定位、使能/禁用调节器、故障和状态监控
• ‌保护功能‌：内置欠压锁定（UVLO）、过流保护（OCP）、过压保护（OVP）和过热保护（OTP）
• ‌小型封装‌：7mm x 7mm 48引脚VQFN封装

3. 应用领域

• 小型蜂窝基站（BTS）
• 以太网供电（PoE）通信设备
• 汽车信息娱乐和远程信息处理系统
• DSP和MCU供电
• 工业和工厂自动化
• 需要小尺寸、高效率、高环境温度运行和灵活电源管理的系统

4. 电气特性

• ‌输出电压范围‌：0.6V至90%的输入电压
• ‌开关频率‌：独立可调，最高可达2.2MHz
• ‌软启动‌：通过外部电容器设置软启动时间
• ‌电流共享‌：SW1和SW2、SW3和SW4之间支持电流共享，以支持更高电流需求
• ‌PMBus/I2C接口‌：支持实时电压定位、调节器使能/禁用、故障和状态监控等功能

5. 功能描述

• ‌预偏置启动算法‌：最小化启动过程中的电压下降
• ‌内部保护功能‌：包括UVLO、OCP、OVP和OTP，确保系统稳定运行
• ‌时钟同步‌：支持通过RCLOCK_SYNC引脚与外部时钟源同步
• ‌相位交错‌：通过调整各调节器的相位差，最小化输入和输出纹波
• ‌动态电压调节‌：通过PMBus/I2C接口实时调整输出电压

6. 外部组件选择

• ‌电感‌：根据负载电流和开关频率选择合适的电感值，以优化效率和纹波性能
• ‌输出电容‌：使用低ESR陶瓷电容，以提供稳定的输出电压和减小纹波
• ‌输入电容‌：确保输入电容足够大，以提供稳定的输入电压并减小输入纹波

7. 布局与布线建议

• ‌最小化环路面积‌：将输入电容、开关调节器和输出电容紧密布局，以减小环路面积和寄生电感
• ‌地平面‌：使用完整的地平面，以提高热传导和降低电磁干扰
• ‌布线长度‌：尽量缩短关键信号（如COMP、ROSC和VFB）的布线长度，以减少噪声干扰

8. 文档与支持

• 提供详细的数据手册和应用指南
• 支持通过TI官网获取相关技术文档和设计工具
• 提供技术支持和社区资源，帮助用户解决设计中的问题

9. 注意事项

• 在设计和应用过程中，需严格遵守静电放电（ESD）防护措施
• 在选择外部组件时，需考虑组件的电气特性和热特性，以确保系统的稳定性和可靠性
• 在进行PCB布局和布线时，需遵循最佳实践，以减小电磁干扰并提高系统性能