TPS65288 4.5V 至 18V 输入、3A/2A/2A 三路同步降压转换器，带双负载开关数据手册

TPS65288 是一款具有 3 个降压转换器的电源管理 IC。两个高侧 并集成了低侧 MOSFET，以提供更高效率的完全同步转换。 这些转换器旨在简化其应用，同时为设计人员提供 根据目标应用程序优化它们的使用。
*附件：tps65288.pdf

转换器可在 5V、9V、12V 或 15V 系统中工作。输出电压可设定 在外部使用电阻分压器，将 0.8 V 与输入电源减去 转换器路径上的电阻压降。每个转换器都具有使能引脚，允许延迟 用于排序目的的启动，软启动引脚允许通过选择来调整软启动时间 软启动电容器和电流限制 （RLIM） 引脚，使设计人员能够调整电流 限制，并优化电感的选择。所有转换器均可运行 在“打嗝模式”下：一旦在任何转换器中检测到持续时间超过 10 ms 的过电流， 它们将关闭 10 毫秒，然后再次尝试启动排序。如果重载 已被移除，转换器将加速并正常运行。如果不是这种情况，则 转换器将看到另一个过流事件并再次关闭，重复该循环（打嗝） 直到清除故障。如果过载情况持续时间少于 10 毫秒，则只有相关的 受影响的转换器将关闭并重新启动，并且不会发生全局打嗝模式。

转换器的开关频率由连接到 ROSC 引脚。开关稳压器的设计工作频率范围为 300 kHz 至 2.2 MHz。转换器 在此之间以 180° 相位运行，以最大限度地减少输入滤波器要求。所有转换器都有 峰值电流模式控制，可简化外部频率补偿。

该设备具有内置的斜率补偿斜坡。斜率补偿可以防止 峰值电流模式控制中的谐波振荡。传统的 II 型补偿网络可以 稳定系统并实现快速瞬态响应。此外，可选的电容器 与反馈分压器的上部电阻器并联，提供另一个零，并使 分频频率超过 100 kHz。

所有转换器均具有自动低功耗脉冲跳跃模式 （PSM），该模式可改善 轻负载和待机作期间的效率，同时保证非常低的输出纹波， 在低输出电压下允许的值小于 2%。

该器件集成了过压瞬态保护电路，以最大限度地降低电压 过头。OVP 功能通过实施一个电路来比较 FB 引脚电压到 OVP 阈值，即内部电压基准的 106%。如果 FB 引脚 voltage 大于 OVTP 阈值，高侧 MOSFET 被禁用，从而防止电流 从流向输出并最小化输出过冲。当 FB 电压下降低于 OVP 下限阈值为 104%，允许高侧 MOSFET 打开下一个 clock 周期。

TPS65288 具有一个监控电路，用于监控每个降压转换器的输出和 PGOOD 一旦 Sequencing 完成，pin 被置位。PGOOD 引脚是开漏输出。PGOOD 引脚为 当任何 Buck 转换器被拉至标称输出电压的 85% 以下时，将其拉低。PGOOD 是 当所有转换器输出都超过其标称输出电压的 90% 时上拉。默认的 重置时间为 100 毫秒。PGOOD 的极性为高电平有效。

2 个 USB 开关可根据下游 USB 设备提供高达 1.2A 的电流。 当输出负载超过限流阈值或出现短路时，PMU 将 通过切换到恒流模式并拉过 current logic output 低电平。当连续严重过载或短路时，功率增加 在开关中耗散，导致结温升高，热警告保护 电路关闭 USB 开关并允许降压转换器继续运行。

该器件实施内部热关断，以保护自身，如果结点 温度超过 160°C。 当 结温超过热跳闸阈值。一旦芯片温度降至以下 140°C 时，该器件将重新启动上电序列。热关断滞后为 20°C。

特性

• 宽输入电源电压范围：
  4.5 V 至 18 V
• 0.8V、1% 精度基准
• 连续负载：
  3 A （Buck1）、2 A（Buck2 和 3）
• 最大电流：
  3.5 A（降压 1）、2.5 A（降压 2 和 3）
• 300kHz 至 2.2MHz 开关
  频率由外部电阻器设置
• 具有内置电流
  源的外部使能引脚，便于排序
• 外部软启动引脚
• 由外部电阻器设置的可调逐周期电流限
  值
• 具有简单
  补偿电路的电流模式控制
• 脉冲跳跃模式可实现高轻
  负载效率，允许
  输出纹波优于 2%
• 强制 PWM 模式
• 支持预偏置输出
• 电源良好监控器和复位发生器
• 2 个 USB 电源开关电流限制，典型值为
  1.2A（0.8/1.0/1.4/1.6/1.8/2.0/2.2A
  提供制造商微调选项）
• 小型、热效率高的 40 引脚
  6mm × 6mm RHA （QFN） 封装
• –40°C 至 125°C 结温范围

参数

一、产品概述

TPS65288是一款高性能、高电流、同步降压型DC-DC转换器，集成了三个独立的降压转换器、两个USB开关以及多种保护功能。该器件适用于4.5V至18V的宽输入电压范围，特别适用于需要多个电源轨和USB电源分配的应用场景。

二、主要特性

• ‌宽输入电压范围‌：4.5V至18V。
• ‌三个独立降压转换器‌：
  • Buck1：最大输出电流3A
  • Buck2和Buck3：最大输出电流2A
• ‌两个USB开关‌：每个开关提供高达1.2A的电流。
• ‌强制PWM模式‌：提高轻载时的效率。
• ‌脉冲跳跃模式‌：在轻载和待机模式下提高效率，同时保持低输出纹波。
• ‌电源良好监控和复位生成‌：确保系统电源稳定可靠。
• ‌可调开关频率‌：范围在300kHz至2.2MHz之间，可通过外部电阻设置。
• ‌热保护‌：包括USB开关热保护和内部热关断功能。
• ‌小型封装‌：40引脚6mm x 6mm RHA(QFN)封装。

三、应用领域

• 汽车电子系统
• 工业自动化
• 通信设备
• 便携式设备电源管理

四、功能描述

1. 降压转换器

• 每个转换器独立控制，支持延迟启动、软启动和电流限制设置。
• 采用峰值电流模式控制，简化外部补偿设计。
• 自动进入脉冲跳跃模式以提高轻载效率。

2. USB开关

• 提供过流保护和热保护，确保USB设备安全。
• 当输出负载超过电流限制或发生短路时，自动限制输出电流并进入恒流模式。

3. 电源良好监控和复位生成

• 监控每个降压转换器的输出，当所有转换器输出稳定时，PGOOD引脚被拉高。
• 提供复位功能，确保系统在上电时按顺序启动。

4. 保护功能

• 过压瞬态保护：防止输出电压过冲。
• 热关断：当结温超过设定值时，自动关闭输出以保护器件。
• 短路保护：在发生短路时限制输出电流，防止器件损坏。

五、设计指南

1. 输出电压设置

• 通过连接在FB引脚和地之间的电阻分压器来设置输出电压。

2. 滤波器设计

• 选择适当的电感和电容组合，以满足负载瞬态响应和输出电压纹波要求。

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。
• 反馈电阻分压器应靠近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

TPS65288采用40引脚6mm x 6mm RHA(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。