TPS552872/TPS552872-Q1转换器技术解析与应用指南

Texas Instruments TPS552872/TPS552872-Q1全集成降压-升压式转换器经过优化，可将电池电压适配器电压转换为电源轨。TPS552872/TPS552872-Q1集成了四个MOSFET开关，可为各种应用提供紧凑型解决方案。TPS552872/TPS552872-Q1的输入电压高达36V。在升压模式下，输入电压为12V时，TPS552872/TPS552872-Q1可提供30W的输出功率。它能够在25W输入电压下提供9V电流。TPS552872/TPS552872-Q1采用平均电流模式控制方案。开关频率可通过外部电阻器在200kHz至2.2MHz之间进行编程，并且可与外部时钟同步。TPS552872/TPS552872-Q1还提供可选的扩频，最大限度地降低EMI峰值。

数据手册：

*附件：TPS552872-Q1数据表.pdf

*附件：TPS552872数据表.pdf

TPS552872/TPS552872-Q1具有输出过压保护、平均电感电流限制、逐周期峰值电流限制和输出短路保护等特性。TPS552872/TPS552872-Q1还提供可选输出电流限制和断续模式保护，可在持续过载情况下确保安全运行。

Texas Instruments TPS552872/TPS552872-Q1可以使用具有高开关频率的小型电感器和小型电容器。此器件采用3.0mm × 5.0mm QFN封装。TPS552872-Q1器件符合汽车应用类AEC-Q100标准。

特性

• 宽输入和输出电压范围
  • 宽输入电压范围：3.0V至36V
  • 可编程输出电压范围：0.8V至22V
  • 参考电压精度：±1%
  • 可调输出电压补偿，用于电缆电压降
  • 精确输出电流监控：±5%
• 在整个负载范围内具有高效率
  • 效率：96.7%（在VIN = 12V、VOUT = 20V和IOUT = 1.5A时）
  • 效率：98.3%（在VIN = 12V、VOUT = 12V和IOUT = 2A时）
  • 轻负载时可编程PFM和FPWM模式
• 避免频率干扰和串扰
  • 可选时钟同步
  • 可编程开关频率：200kHz至2.2MHz
• EMI抑制
  • 可选可编程扩频
  • 无引线封装
• 丰富的保护特性
  • 输出过压保护
  • 断续模式，用于输出短路保护
  • 热关断保护
  • 4A平均电感电流限制
• 较小的解决方案尺寸
  • 最大开关频率：高达2.2MHz
  • 3.0mm × 5.0mm HotRod™ QFN封装

功能框图

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TPS552872 Buck-Boost转换器技术解析与应用指南

一、核心特性‌

• ‌宽电压范围‌：输入3.0V至36V，输出0.8V至22V，适用于多场景供电需求。
• ‌高集成度‌：内置4个MOSFET开关，简化外围电路设计。
• ‌高效转换‌：峰值效率达98.3%（12V输入/输出，2A负载），支持PFM/FPWM轻载模式切换。
• ‌灵活配置‌：可编程开关频率（200kHz–2.2MHz）、时钟同步及扩频功能，优化EMI性能。

‌典型应用‌：笔记本扩展坞、无线充电器、显示器电源、PC外设等。

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‌二、关键功能解析‌

1. ‌多模式无缝切换‌

• ‌Buck模式‌（VIN > VOUT）：高侧Buck MOSFET导通，效率优先。
• ‌Boost模式‌（VIN < VOUT）：高侧Boost MOSFET导通，支持升压输出。
• ‌Buck-Boost模式‌（VIN ≈ VOUT）：交替执行Buck/Boost周期，确保输出电压稳定。

2. ‌电流模式控制‌

• ‌平均电流控制‌：简化环路补偿，提升瞬态响应。
• ‌双重电流保护‌：
  • 平均电感电流限制（典型4A）。
  • 逐周期峰值电流限制（6.5A高侧/6A低侧）。

3. ‌轻载效率优化‌

• ‌自动PFM模式‌（MODE=低电平）：轻载时降低开关频率，减少损耗。
• ‌强制PWM模式‌（MODE=高电平）：保持固定频率，避免低频噪声。

4. ‌保护机制‌

• ‌ 输出过压保护（OVP） ‌：阈值23.5V，触发后关闭高侧MOSFET。
• ‌短路保护‌： hiccup模式（76ms关断周期），降低过热风险。
• ‌热关断‌：结温>175°C时停机，20°C滞后恢复。

三、性能实测数据‌

• ‌效率曲线‌：12V输入/输出时，2A负载效率达96.7%。
• ‌瞬态响应‌：负载阶跃（0A→2A）输出电压波动<50mV（20μs恢复）。