TPS65251-1 4.5V 至 18V 输入、3A/2A/2A 输出、同步三通道降压转换器数据手册

TPS65251-x 具有三个同步宽输入范围、高效率降压转换器。这些转换器旨在简化其应用，同时让设计人员可以选择根据目标应用优化其使用。

这些转换器可以在 5V、9V、12V 或 15V 系统中工作，并集成了功率晶体管。可以使用电阻分压器从外部将输出电压设置为介于 0.8 V 和接近输入电源之间的任何值。每个转换器都有一个使能引脚，允许延迟启动以进行排序，软启动引脚允许通过选择软启动电容器来调节软启动时间，以及一个电流限制 （RLIMx） 引脚，使设计人员能够通过选择外部电阻器来调整电流限制并优化电感器的选择。电流模式控制允许进行简单的 RC 补偿。
*附件：tps65251-1.pdf

转换器的开关频率可以通过连接到 ROSC 引脚的外部电阻器来设置，也可以在需要时同步到连接到 SYNC 引脚的外部时钟。开关稳压器的设计工作频率范围为 300 kHz 至 2.2 MHz。Buck 1 和Buck 2、3（Buck 2 和 3 同相运行）之间的 180° 异相作可最大限度地降低输入滤波器要求。

TPS65251-x 具有监控电路，用于监控每个转换器输出。当 sequencing 完成时，PGOOD 引脚被置位，所有 PG 信号被报告，并可选择复位时间的结束。PGOOD 信号的极性为高电平有效。

所有转换器均具有自动低功耗脉冲 PFM 跳跃模式，可提高轻负载和待机作期间的效率，同时确保极低的输出纹波，从而在低输出电压下允许值小于 2%。

特性

• 宽输入电源电压范围（4.5 至 18 V）
• 输出范围：0.8 V 至 V 在 – 1 伏
• 连续负载：3 A（降压 1）、2 A（降压 2 和 3）
• 最大电流：3.5 A（降压 1）、2.5 A（降压 2 和 3）
• 可调开关频率 300 kHz 至 2.2 MHz，由外部电阻器设置
• 每个 buck 的专用使能
• 振荡器的外部同步引脚
• 由外部电阻器设置的可调电流限制
• 软启动引脚
• 电流模式控制，带简单补偿电路
• 电源正常
• 自动 PFM/PWM作
• VQFN 封装，40 引脚 6mm × 6mm RHA

参数

一、产品概述

TPS65251-1 是一款集成三通道同步降压 DC/DC 转换器，支持 4.5V 至 18V 的宽输入电压范围，每通道可分别提供高达 3A（Buck 1）、2A（Buck 2 和 Buck 3）的连续输出电流。该器件采用 VQFN 40 引脚封装，集成了功率晶体管，适用于多种应用，如数字电视、蓝光 DVD 播放器、DVR、车载音视频系统等。

二、主要特性

• ‌三通道同步降压转换器‌：每通道独立控制，支持不同输出电压和电流需求。
• ‌宽输入电压范围‌：4.5V 至 18V。
• ‌可调开关频率‌：通过外部电阻设置，范围为 300kHz 至 2.2MHz。
• ‌集成功率晶体管‌：减少外部元件数量，简化设计。
• ‌软启动功能‌：每通道独立软启动，防止启动时的电流冲击。
• ‌电流限制保护‌：每通道独立电流限制，保护器件免受损坏。
• ‌过压和欠压保护‌：监测输出电压，确保系统稳定运行。
• ‌自动 PFM/PWM 操作‌：根据负载情况自动切换工作模式，提高效率。

三、应用领域

• 数字电视
• 蓝光 DVD 播放器
• DVR
• 数字机顶盒
• 车载音视频系统
• 安全摄像头

四、功能描述

1. 多通道同步降压转换

• TPS65251-1 集成三个独立的降压转换器，每个转换器都可以独立设置输出电压和电流限制。
• 转换器之间可以实现 180°相位差操作，以减小输入滤波器的要求。

2. 可调开关频率

• 用户可以通过连接外部电阻到 ROSC 引脚来设置开关频率，范围为 300kHz 至 2.2MHz。
• 也可以通过 SYNC 引脚将转换器同步到外部时钟信号。

3. 保护功能

• ‌过流保护‌：每通道具有独立的电流限制功能，防止过流损坏。
• ‌过压保护‌（OVP）：监测反馈电压，防止输出电压过高。
• ‌欠压保护‌（UVLO）：监测输入电压，防止输入电压过低导致系统不稳定。
• ‌热关断‌：监测器件温度，防止过热损坏。

五、封装与热性能

• ‌封装‌：采用 VQFN 40 引脚封装，尺寸为 6mm x 6mm。
• ‌热性能‌：数据手册中提供了详细的热阻信息，帮助用户进行热设计。器件内部集成有热关断功能，以保护器件免受过热损坏。

六、设计指南

1. 输出电压设置

• 使用电阻分压器将输出电压反馈到 FB 引脚，通过调整分压电阻的比例来设置所需的输出电压。

2. 补偿电路设计

• 根据系统的稳定性和瞬态响应要求，设计合适的补偿电路。数据手册中提供了详细的补偿电路设计指南。

3. 布局与接地

• 在 PCB 布局时，应将输入电容、输出电容和电感尽量靠近 TPS65251-1 的相应引脚，以减小寄生电感和电阻。
• 保持模拟电路和数字电路分开，避免相互干扰。
• 使用多个接地层来减小接地电阻和电感，提高系统的抗干扰能力。