TPS5420 5.5V至36V输入、2A、500kHz降压转换器数据手册

该TPS5420是一款高输出电流PWM转换器，集成了低电阻高侧N沟道MOSFET。在具有上述特性的基板上包括一个高性能电压误差放大器，可在瞬态条件下提供严格的电压调节精度;欠压锁定电路，用于防止启动，直到输入电压达到 5.5V;内部设置的慢启动电路，以限制浪涌电流;以及用于改善瞬态响应的电压前馈电路。使用ENA引脚，关断电源电流通常降低至18μA。其他功能包括高电平有效使能、过流限制、过压保护和热关断。为了降低设计复杂性和外部元件数量，TPS5420反馈环路经过内部补偿。
*附件：tps5420.pdf

TPS5420器件采用易于使用的8引脚SOIC封装。TI 提供评估模块和 Designer 软件工具，以帮助快速实现高性能电源设计，以满足紧迫的设备开发周期。

特性

• 宽输入电压范围：5.5V至36V
• 高达 2A 的连续（3A 峰值）输出电流
• 通过110mΩ集成MOSFET开关实现高达95%的高效
• 宽输出电压范围：可调至1.22V，初始精度为1.5%
• 内部补偿可最大限度地减少外部器件数量
• 固定的500kHz开关频率，适用于小滤波器尺寸
• 通过输入电压前馈改进线路调节和瞬态响应
• 系统受过流限制、过压保护和热关断保护
• –40°C 至 125°C 工作结温范围
• 采用小型8引脚SOIC封装

参数

方框图

‌1. 核心特性‌

• ‌输入电压范围‌：5.5V至36V，支持宽电压应用场景。
• ‌输出能力‌：最大2A连续输出电流（峰值3A），效率高达95%（集成110mΩ MOSFET开关）。
• ‌输出电压精度‌：可调低至1.22V，初始精度±1.5%。
• ‌开关频率‌：固定500kHz，优化滤波器尺寸。
• ‌保护功能‌：过流限制、过压保护、热关断及-40°C至125°C工作结温范围。

‌2. 关键应用领域‌

• 消费电子（机顶盒、DVD、LCD显示屏）
• 工业与车载音频电源
• 电池充电器、高功率LED驱动
• 12V/24V分布式电源系统

‌3. 内部架构与功能‌

• ‌集成模块‌：低阻N沟道MOSFET、高精度误差放大器、欠压锁定（UVLO）、慢启动电路、电压前馈电路。
• ‌控制特性‌：
  • ‌ENA引脚‌：启用/禁用控制（阈值0.5V），关机电流低至18μA。
  • ‌内部补偿‌：减少外部元件数量，简化设计。
  • ‌PWM控制‌：电压前馈改善瞬态响应，固定频率调制。

‌4. 保护机制‌

• ‌过流保护‌：逐周期限流与打嗝模式（hiccup）双重机制。
• ‌过压保护‌：VSENSE超过112.5%基准电压时强制关闭MOSFET。
• ‌热关断‌：结温超阈值时关闭输出，降温后自动恢复。

‌5. 设计要点‌

• ‌输入电容‌：推荐4.7μF以上低ESR陶瓷电容，靠近VIN引脚布局。
• ‌输出滤波‌：电感值10–100μH（典型33μH），电容需满足LC谐振频率≤7kHz（陶瓷电容需额外补偿）。
• ‌反馈网络‌：R1=10kΩ，R2按公式 R2 = R1 × 1.221 / (VOUT - 1.221) 计算。
• ‌PCB布局‌：最小化高频回路面积，PH节点布线紧凑，接地层直接连接GND引脚。

‌6. 性能图表与实测数据‌

• 效率曲线：12V输入时效率达90%以上（2A负载）。
• 瞬态响应：0.5A→1.5A阶跃负载下恢复时间<200μs。
• 热性能：结至环境热阻75°C/W（定制板）。