TPS62090-Q1 汽车：3A，2.5 至 6V 输入，效率高达 97%，3x3 QFN，降压转换器数据手册

TPS62090-Q1 器件是高频、同步、降压转换器系列，针对小设计尺寸、高效率进行了优化，专为电池供电应用而设计。为了最大限度地提高效率，转换器在脉冲宽度调制 （PWM） 模式下工作，标称开关频率为 2.8MHz 至 1.4MHz，并在轻负载电流下自动进入省电模式运行。当用于分布式电源和负载点调节时，这些器件允许对其他电压轨进行电压跟踪，并容忍 10μF 至 150μF 及以上的输出电容器。使用 DCS-Control 拓扑，这些器件可实现出色的负载瞬态性能和精确的输出电压调节。
*附件：tps62090-q1.pdf

输出电压启动斜坡由 SS 引脚控制，允许作为独立电源或以跟踪配置运行。通过配置 enable 和 power good 引脚，也可以进行电源排序。在省电模式下，这些器件的典型静态电流为 20μA。自动进入省电模式，在整个负载电流范围内无缝保持高效率。

特性

• 适用于汽车应用
• 符合 AEC-Q100 标准，结果如下：
  • 器件温度等级 1：–40°C 至 125°C 结点工作温度范围
  • 器件 HBM ESD 分类等级 H2
  • 器件 CDM ESD 分类等级 C6
• 2.5V 至 6V 输入电压范围
• DCS-控制
• 95% 的转换器效率
• 省电模式
• 20μA 工作静态电流
• 100% 占空比，实现最低压差
• 2.8MHz 和 1.4MHz 典型开关频率
• 0.8V 至 VIN 可调输出电压
• 输出放电功能
• 可调软启动
• 打嗝短路保护
• 输出电压跟踪
• 广泛的输出电容选择
• 采用 3mm × 3mm、16 引脚 QFN 封装

参数

方框图

一、产品概述

TPS62090-Q1是一款由德州仪器（Texas Instruments）生产的3A高效同步降压转换器，专为汽车应用设计，采用DCS-Control技术。该转换器具有高效率、小尺寸、宽输入电压范围和低静态电流等特点，适用于分布式电源供应、处理器供电和电池供电应用。

二、主要特性

• ‌AEC-Q100认证‌：适用于汽车应用，满足高温（-40°C至125°C）和ESD要求。
• ‌输入电压范围‌：2.5V至6V。
• ‌输出电压范围‌：0.8V至VIN可调。
• ‌最大输出电流‌：3A。
• ‌开关频率‌：2.8MHz和1.4MHz可选。
• ‌高效率‌：高达95%。
• ‌低静态电流‌：20µA。
• ‌DCS-Control技术‌：实现快速瞬态响应和准确输出电压调节。
• ‌功率保存模式‌：轻载时自动进入，提高效率。
• ‌输出放电功能‌：关断时自动放电输出电容。
• ‌软启动‌：可调软启动时间，减少启动时的浪涌电流。
• ‌短路保护‌：采用打嗝模式（Hiccup Mode）防止持续短路损坏。
• ‌输出电压跟踪‌：支持输出电压跟踪功能，实现电源排序。

三、应用领域

• 汽车电子
• 分布式电源供应
• 处理器供电
• 电池供电应用

四、功能描述

1. DCS-Control技术

DCS-Control是一种结合了滞环控制和电压模式控制优点的先进调节拓扑。它在中等到重载条件下以PWM模式工作，在轻载时自动进入功率保存模式，减少开关频率和静态电流，从而提高效率。

2. 功率保存模式

在轻载条件下，TPS62090-Q1自动进入功率保存模式，通过降低开关频率和最小化静态电流来维持高效率。

3. 软启动和短路保护

• ‌软启动‌：通过SS引脚连接的外部电容控制启动时间，减少启动时的浪涌电流。
• ‌短路保护‌：采用打嗝模式，在输出短路时限制电流，并在多次触发后关断转换器，防止损坏。

4. 输出电压跟踪

SS引脚可以由外部电压源驱动，实现输出电压跟踪功能，支持电源排序和电压同步。

5. 其他保护功能

• ‌过压保护‌：当输出电压超过设定阈值时，关闭输出。
• ‌欠压锁定‌：当输入电压低于设定阈值时，关闭转换器。
• ‌热关断‌：当结温超过设定阈值时，自动关断转换器以防止过热损坏。

五、设计指南

1. 输出电压设置

输出电压通过连接在FB引脚和地之间的电阻分压器来设置。手册提供了详细的计算公式和示例。

2. 滤波器选择

输出滤波器采用LC电路，需要根据输出电压、负载电流和开关频率选择合适的电感和电容值。手册提供了推荐的滤波器组合。

3. 布局考虑

• 输入和输出电容应尽可能靠近IC放置，以减少ESR和ESL。
• 反馈电阻应靠近FB引脚放置，以减少噪声干扰。
• 热焊盘应连接到PCB上的散热区域，以提高散热性能。

六、封装和材料信息

TPS62090-Q1采用3mm x 3mm、16引脚的QFN封装，符合RoHS标准。封装材料信息包括热阻、引脚分配、包装尺寸等详细信息。