TPS54394 集成 FET 的 3A 双通道同步降压开关数据手册

TPS54394 是一款双通道自适应导通时间 D-CAP2™ 模式同步降压转换器。这 TPS54394 使系统设计人员能够完成各种终端设备的电源总线套件 稳压器具有经济高效、低元件数量和低待机电流解决方案。主要的 TPS54394 的控制回路使用 D-CAP2™ 模式控制，可提供非常快速的瞬态 响应，无需外部补偿组件。自适应准时控制支持无缝 在较高负载条件下的 PWM 模式和轻负载下的 Eco 模式™作之间转换。 省油模式™允许 TPS54394 在较轻的负载条件下保持高效率。这 TPS54394 能够适应低等效串联电阻 （ESR） 输出电容器，例如 POSCAP 或 SP-CAP 以及超低 ESR 陶瓷电容器。该设备提供方便且 在 4.5V 至 18V 的输入电压下高效运行。

TPS54394 采用 4.4 mm × 5 mm 16 引脚 TSSOP （PWP） 和 4 mm × 4 mm 16 引脚封装 VQFN （RSA） 封装，额定环境温度范围为 –40°C 至 85°C。
*附件：tps54394.pdf

特性

• D-CAP2 控制模式
  • 快速瞬态响应
  • 无需外部元件即可进行环路补偿
  • 与陶瓷输出电容器兼容
• 宽输入电压范围：4.5 V 至 18 V
• 输出电压范围：0.76 V 至 7 V
• 针对低占空比应用优化的高效集成 FET
  • 90 mΩ（高侧）和 60 mΩ（低侧）
• 高初始参考精度
• 在两个通道上支持 3 A 恒定电流
• 低侧 r DS（开） 无损电流感应
• 固定软启动 ： 1 ms
• 非灌电流预偏置软启动
• Powergood 公司
• 700 kHz 开关频率
• 逐周期过流限制控制
• 用于过载保护的打嗝定时器
• OCL/UVLO/TSD 保护
• 具有集成 Boost PMOS 开关的自适应栅极驱动器
• 由于热补偿 r 导致的 OCP 常数DS（开）
  4000ppm/°C 时
• 16 引脚 HTSSOP、16 引脚 VQFN 封装
• 自动跳过 Eco 模式™，可在轻负载下实现高效率

参数

方框图

1. 产品概述

‌TPS54394‌ 是一款3A双通道同步降压（Buck）转换器，集成了高效FET，专为低占空比应用优化。该转换器采用D-CAP2™控制模式，提供快速瞬态响应，无需外部补偿元件，支持陶瓷输出电容器，适用于数字TV电源、网络家庭终端、数字机顶盒（STB）、DVD播放器/录像机等多种应用。

2. 主要特性

• ‌双通道同步降压转换器‌：每个通道集成N沟道MOSFET，提供3A的连续负载电流。
• ‌D-CAP2™控制模式‌：实现快速瞬态响应，无需外部补偿。
• ‌宽输入电压范围‌：4.5V至18V。
• ‌宽输出电压范围‌：0.76V至7V。
• ‌高效率‌：支持Eco-mode™操作，提高轻载效率。
• ‌固定软启动时间‌：每个通道具有1ms的固定软启动时间。
• ‌多种保护功能‌：包括过流限制、OCL/UVLO/TSD保护、打嗝定时器。

3. 功能描述

3.1 PWM操作

TPS54394的主控制环路采用自适应导通时间脉冲宽度调制（PWM）控制器，结合D-CAP2™控制模式，实现伪固定频率和低外部元件配置，支持低ESR和陶瓷输出电容器。

3.2 Auto-Skip Eco-mode™控制

在轻载条件下，TPS54394通过Auto-Skip Eco-mode™功能提高效率。当输出电流减少到重载条件的某个阈值以下时，转换器进入不连续导电模式，减少能量损耗。

3.3 软启动和预偏置软启动

每个通道具有1ms的固定软启动时间，通过内部DAC逐渐提高参考电压来实现输出电压的平稳上升。此外，TPS54394还包含防止从预偏置输出中拉取电流的电路。

3.4 电流检测和过流保护

过流保护通过逐周期谷值检测控制电路实现，监测低侧FET的开关电压来检测过流情况。当检测到过流时，转换器保持低侧开关导通，直到测量电压降至电流限制对应的电压以下。

3.5 其他保护功能

• ‌ 欠压保护（UVLO） ‌：监测VREG5引脚的电压，当电压低于UVLO阈值时关闭转换器。
• ‌ 热关断（TSD） ‌：监测转换器温度，当温度超过阈值时关闭转换器以防止损坏。

4. 应用与实现

4.1 设计指南

设计过程需要确定输入电压范围、输出电压和输出电流等参数。输出电压通过连接在输出节点和VFBx引脚之间的电阻分压器设置。输出滤波器采用LC电路，需选择合适的电感和电容值以确保稳定性。

4.2 布局考虑

• 保持输入电流环路尽可能小。
• SW节点应尽可能小且短，以减少寄生电容和电感。
• 将模拟和非切换组件远离切换组件。
• 从信号地到功率地进行单点连接。
• 不允许切换电流在器件下流动。
• 使VINx和PGNDx的布线图案尽可能宽。

5. 封装与订购信息

TPS54394提供HTSSOP（PWP）和QFN（RSA）两种封装选项，具有16个引脚。详细的封装和订购信息可参考数据手册中的“封装选项附录”部分。

6. 注意事项

• 在处理集成电路时，应遵循适当的静电放电（ESD）预防措施。
• TI提供的技术和可靠性数据、设计资源等“按原样”提供，不附带任何形式的保证。客户有责任选择适合的TI产品并验证其应用。