TPS54140A 具有 Eco 模式的 3.5V 至 42V 输入、1.5A 降压转换器数据手册

TPS54140A 器件是一款具有集成高侧的 42V、1.5A 降压稳压器 MOSFET 的电流模式控制提供简单的外部补偿和灵活的元件 选择。低纹波脉冲跳跃模式将空载、稳压输出电源电流降至 116 μA. 使用使能引脚时，关断电源电流降至 1.3 μA。

欠压锁定在内部设置为 2.5 V，但可以使用使能来增加 针。输出电压启动斜坡由慢速启动引脚控制，该引脚也可以 配置用于排序/跟踪。开漏电源良好信号指示输出在 其标称电压的 94% 至 107%。

宽开关频率范围允许效率和外部组件尺寸 优化。频率折返和热关断可在过载期间保护器件 条件。
*附件：tps54140a.pdf

特性

• 3.5V 至 42V 输入电压范围
• 200mΩ 高侧 MOSFET
• 轻负载时效率高，具有
  脉冲跳跃 Eco 模式™
• 比 TPS54140 更严格的使能阈值可实现
  更精确的 UVLO 电压
• 可调 UVLO 电压和滞后
• 116μA 工作静态电流
• 1.3μA 关断电流
• 100kHz 至 2.5MHz 开关频率
• 与 External Clock 同步
• 可调慢速启动/排序
• UV 和 OV 电源良好输出
• 0.8V 内部电压基准
• 带有 PowerPAD™ 的 MSOP10 和 3mm × 3mm VSON-10 封装

参数

方框图

1. 产品概述

TPS54140A 是一款 42V、1.5A 的同步降压（Buck）DC/DC 转换器，集成了高侧 MOSFET，适用于 12V 和 24V 工业及商业低功率系统、售后市场汽车配件（如视频、GPS、娱乐系统）等应用。

2. 主要特性

• ‌宽输入电压范围‌：3.5V 至 42V。
• ‌高效率‌：在轻载时通过脉冲跳跃 Eco-mode™ 提高效率。
• ‌低静态电流‌：工作时的静态电流为 116μA，关机时降至 1.3μA。
• ‌可调开关频率‌：100kHz 至 2.5MHz 的可调开关频率，支持外部时钟同步。
• ‌多种保护功能‌：包括过流保护、热保护、过压保护、欠压锁定（UVLO）等。
• ‌精确电压参考‌：内置 0.8V 电压参考，提高输出电压精度。
• ‌小封装‌：提供 MSOP-10 和 3mm x 3mm VSON-10 封装选项，带有 PowerPAD™。

3. 功能描述

3.1 控制与调节

• ‌固定频率 PWM 控制‌：采用峰值电流模式控制，简化外部频率补偿设计。
• ‌ Eco-mode™ ‌：轻载时自动进入脉冲跳跃模式，降低无负载时的供电电流。
• ‌慢启动/跟踪功能‌：通过 SS/TR 引脚实现慢启动和输出电压跟踪，减小浪涌电流。
• ‌UVLO 和使能控制‌：通过使能引脚和 UVLO 保护，确保转换器在安全的电压范围内工作。

3.2 保护机制

• ‌过流保护‌：周期限流保护，防止电流过大损坏转换器。
• ‌热保护‌：内置热关断功能，当结温超过设定值时自动关断。
• ‌过压保护‌：监测输出电压，防止电压过高损坏负载。

3.3 集成特性

• ‌高侧 MOSFET‌：内置高侧 MOSFET，减少外部组件数量。
• ‌电源良好指示‌：PWRGD 引脚指示输出电压是否在正常范围内。
• ‌频率折返‌：在过流或短路条件下自动降低开关频率，保护转换器。

4. 应用与实现

4.1 典型应用

• 12V、24V 和 48V 工业、汽车和商业电源系统。
• 需要高效率、低噪声和紧凑设计的电源管理应用。

4.2 设计指南

提供了详细的设计步骤和公式，包括选择开关频率、电感器、输出电容器、输入电容器、启动电容以及反馈电阻等。同时，还提供了布局建议和热设计考虑，帮助用户快速完成设计。

5. 封装与订购信息

提供 MSOP-10 和 VSON-10 两种封装选项，具体尺寸和可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. 布局与热设计

• ‌布局建议‌：关键信号路径应尽量短，以减少噪声和干扰。输入旁路电容应靠近 VIN 引脚，输出电感应靠近 PH 引脚。
• ‌热设计‌：考虑转换器的功耗和散热需求，合理设计 PCB 上的散热路径，必要时可添加散热片或风扇。

7. 注意事项

• 在设计过程中，应充分考虑输入电压的滤波和调节，以确保转换器的稳定运行。
• 在实际应用中，应根据具体需求调整设计参数，并进行充分的测试和验证。特别是对于关键应用，应进行全面的可靠性测试和环境适应性测试。