TPS53318 具有节能模式的 1.5V 至 22V、8A 同步降压转换器数据手册

TPS53318 和 TPS53319 器件是 D-CAP 模式、带集成 MOSFET 的 8A 或 14A 同步开关。它们专为易用性、低外部元件数量和节省空间的电源系统而设计。

这些器件具有精确的 1%、0.6V 基准电压和集成升压开关。具有竞争力的功能示例包括：1.5V 至 22V 宽转换输入电压范围、极低的外部组件数量、用于超快速瞬态的 D-CAP™ 模式控制、自动跳跃模式作、内部软启动控制、可选频率，并且无需补偿。
*附件：tps53318.pdf

转换输入电压范围为 1.5 V 至 22 V，电源电压范围为 4.5 V 至 25 V，输出电压范围为 0.6 V 至 5.5 V。

这些器件采用 5 mm x 6 mm、22 引脚 QFN 封装，额定温度范围为 –40°C 至 85°C。

特性

• 转换输入电压范围：1.5 V 至 22 V
• VDD 输入电压范围：4.5 V 至 25 V
• 14 A 时，12 V 至 1.5 V 的效率为 91%
• 输出电压范围：0.6 V 至 5.5 V
• 5V LDO 输出
• 支持单轨输入
• 具有 8 A （TPS53318） 或 14 A （TPS53319） 连续输出电流的集成功率 MOSFET
• 自动跳过 Eco 模式™，实现轻负载效率
• < 110 μA 关断电流
• 具有快速瞬态响应的 D-CAP™ 模式
• 使用外部电阻器时，可选择 250 kHz 至 1 MHz 的开关频率
• 可选择自动跳过或仅 PWM作
• 内置 1% 0.6V 基准
• 0.7ms、1.4ms、2.8ms 和 5.6ms 可选内部电压伺服软启动
• 集成升压开关
• 预充电启动功能
• 带热补偿的可调过流限制
• 过压、欠压、UVLO 和过热保护
• 支持所有陶瓷输出电容器
• 漏极开路电源良好指示
• 采用 NexFET™ 电源块技术
• 带 PowerPAD™ 的 22 引脚 QFN （DQP） 封装

参数

1. 产品概述

‌TPS53318‌ 是一款高效能的8-A同步降压转换器（Buck Converter），具有Eco-Mode控制功能。该产品适用于服务器、存储系统、工作站、桌面电脑以及电信基础设施等应用场景。TPS53318集成了功率MOSFET，支持单轨输入，并具有宽输入电压范围（1.5 V至22 V）、宽输出电压范围（0.6 V至5.5 V）以及高效率（在12 V至1.5 V的转换中，14 A输出时效率可达91%）。

2. 主要特性

• ‌宽输入电压范围‌：1.5 V至22 V
• ‌宽输出电压范围‌：0.6 V至5.5 V
• ‌高效率‌：在12 V至1.5 V的转换中，8 A输出时效率可达91%
• ‌集成功率MOSFET‌：8 A连续输出电流
• ‌Eco-Mode‌：轻载时自动跳频以提高效率
• ‌低关断电流‌：小于110 μA
• ‌D-CAP模式‌：具有快速瞬态响应
• ‌可选开关频率‌：通过外部电阻在250 kHz至1 MHz之间选择
• ‌内部参考电压‌：1%，0.6 V
• ‌软启动时间‌：0.7 ms、1.4 ms、2.8 ms和5.6 ms可选
• ‌过流保护‌：可调过流限制，具有热补偿
• ‌多种保护功能‌：过压、欠压、UVLO和过温保护

3. 功能描述

3.1 5-V LDO和VREG启动

TPS53318内部集成了一个5-V的LDO，当VDD电压超过2 V时，LDO启动并向VREG引脚输出电压。VREG电压为内部模拟电路提供偏置电压，并为门驱动电路提供供电电压。

3.2 自适应导通时间D-CAP控制和频率选择

TPS53318没有专用的振荡器来确定开关频率，而是通过前馈输入和输出电压到导通时间单发定时器来实现伪恒定频率操作。导通时间根据输入电压和输出电压自动调整，以保持开关频率在稳态条件下相对稳定。开关频率可通过连接在RF引脚和GND或VREG之间的电阻来选择。

3.3 斜坡信号

为了改善抖动性能，TPS53318在0.6-V参考电压上添加了一个斜坡信号。这提高了开关周期开始时的信噪比，使操作更加稳定。

3.4 自适应零交叉

TPS53318具有自适应零交叉电路，可优化跳频模式下的零电感电流检测。该功能可实现理想的低侧MOSFET关断时序，并补偿零交叉比较器的固有偏移电压和检测电路的延迟时间。

3.5 过流保护和短路保护

TPS53318提供逐周期过流限制控制。在过流或短路条件下，负载电流超过输出电容器的电流，输出电压下降，最终触发欠压保护并关闭设备。设备在短暂的延迟后重启，如果过流条件仍然存在，则进入打嗝模式。

4. 应用与实现

4.1 典型应用电路

• ‌使用大容量输出电容器的应用‌：在此应用中，禁用了冗余过压保护功能。
• ‌使用陶瓷输出电容器的应用‌：在此应用中，启用了冗余过压保护功能，并提供了外部组件选择指南。

4.2 布局指南

• 功率组件应放置在PCB的一侧，并使用内部地层作为屏蔽层，以隔离小信号迹线和噪声电源线。
• 敏感模拟迹线和组件应远离高压开关节点。
• 输入解耦电容应尽可能靠近VIN和PGND引脚。
• VDD和VREG解耦电容也应尽可能靠近设备，并确保为每个解耦电容提供GND过孔。

5. 封装与订购信息

TPS53318提供多种封装选项，包括LSON-CLIP（DQP）封装，具有22个引脚。详细的封装和订购信息可参考数据手册中的“机械、封装和可订购信息”部分。

6. 注意事项

• 文件中提供的信息仅供参考，TI不对其准确性或完整性作出保证。
• 客户有责任确定组件是否适合其应用，并应验证和测试设计实现以确认系统功能。
• 在处理集成电路时，应遵循适当的预防措施以防止ESD损坏。