TPS63011 带2-A开关的高效单电感降压-升压转换器数据手册

TPS6301x 器件为由以下任一器件供电的产品提供电源解决方案 两节或三节碱性电池、镍镉或镍氢电池，或单节锂离子电池或锂聚合物电池。 使用单节锂离子或锂聚合物电池时，输出电流可高达 1200 mA， 并将其放电至 2.5 V 或更低。降压-升压转换器基于固定频率， 脉宽调制 （PWM） 控制器使用同步整流以获得最大值 效率。在低负载电流下，转换器进入省电模式以保持高效率 在很宽的负载电流范围内。可以禁用省电模式，强制转换器 在固定开关频率下运行。开关中的最大平均电流限制为 典型值为 2200 mA。输出电压可使用外部电阻分压器进行编程，或 固定在芯片内部。可以禁用转换器以最大限度地减少电池消耗。在 关机时，负载与电池断开连接。该器件采用 20 引脚 DSBGA 封装 封装尺寸为 2.126 mm × 1.922 mm （YFF）。
*附件：tps63011.pdf

特性

• 效率高达 96%
• 降压
  模式下 3.3 V 时输出电流为 1200 mA（VIN = 3.6 V 至 5.5 V）
• 升压
  模式下 3.3 V 时输出电流高达 800 mA （VIN > 2.4 V）
• 降压和
  升压模式之间的自动转换
• 器件静态电流小于 50 μA
• 输入电压范围：2 V 至 5.5 V
• 1.2 V 至 5.5 V 的固定和可调输出电压选项
• 省电模式，可在低输出功率下
  提高效率
• 可强制固定频率作和
  同步
• 关机期间的负载断开
• 输出过压保护
• 过温保护
• 采用小型 20 引脚、2.126 mm ×
  1.922 mm、DSBGA 封装
  参数
  
  方框图

‌1. 产品概述‌
TPS63010/11/12是德州仪器（TI）推出的高效单电感降压-升压转换器，支持2V至5.5V输入电压范围，适用于单节锂离子/聚合物电池或多节碱性/NiCd/NiMH电池供电场景。关键特性包括：

• ‌高效率‌：最高达96%，支持自动降压-升压模式切换。
• ‌高输出电流‌：降压模式下3.3V输出时可达1200mA（输入3.6V-5.5V），升压模式下800mA（输入>2.4V）。
• ‌低静态电流‌：<50μA，支持节能模式优化轻载效率。
• ‌集成保护功能‌：过压保护、过热保护、负载断开功能。

‌2. 主要应用‌

• 便携式设备（音频播放器、PDA、手机）
• 医疗设备
• LED驱动
• 其他电池供电场景

‌3. 核心功能与设计‌

• ‌拓扑结构‌：4开关同步整流架构，无缝切换降压/升压模式，降低开关损耗。
• ‌输出电压选项‌：
  • TPS63010：可调输出（1.2V-5.5V，通过外部电阻分压器设置）。
  • TPS63011/12：固定输出（TPS63011：2.8V/3.3V；TPS63012：2.9V/3.4V，通过VSEL引脚选择）。
• ‌节能模式‌：轻载时自动切换脉冲跳跃模式以提高效率，可通过PS引脚禁用。
• ‌同步功能‌：支持外部时钟同步（2200-3000kHz），禁用节能模式。

‌4. 关键参数‌

• ‌开关电流限制‌：典型值2200mA。
• ‌工作温度范围‌：-40°C至125°C（结温）。
• ‌封装‌：20引脚DSBGA（2.126mm×1.922mm），紧凑设计。

‌5. 典型应用设计‌

• ‌电感选择‌：推荐1μH-4.7μH，需根据输入/输出电压计算峰值电流（如2.2μH适用于3.3V输出）。
• ‌电容配置‌：输入电容≥4.7μF，输出电容需满足稳定性要求（公式：COUT ≥ 5×L μF）。
• ‌布局建议‌：缩短功率路径走线，分离控制地与功率地，反馈分压器靠近FB引脚。

‌6. 保护机制‌

• ‌软启动与短路保护‌：启动时电流限制从400mA缓升，短路时限制输出电流。
• ‌过压保护‌：阈值6.5V，防止反馈失效导致电压失控。
• ‌过热保护‌：阈值140°C，滞后20°C。

‌7. 性能曲线‌
文档提供了效率、负载瞬态响应、线电压瞬态响应等实测数据图，例如：

• 效率曲线显示在3.6V输入、3.3V输出时效率超90%。
• 负载瞬态测试（80mA↔750mA）显示输出电压波动<200mV。