Texas Instruments TPS61376 4.5A升压转换器是一款高压非同步升压转换器，具有输入平均电流限制和真正负载断开功能。输入平均电流限制阈值可通过ILIM引脚在0.1A至3.0A范围内编程设定。器件禁用时，VP和SW引脚之间的隔离FET将完全切断输入和输出之间的路径。TPS61376具有2.9V至23V宽输入电压范围和高达25V输出电压范围。

数据手册：*附件：Texas Instruments TPS61376 4.5A升压转换器数据手册.pdf

TPS61376设有峰值电流模式，采用自适应关断时间控制拓扑。在中等负载到重负载条件下，该器件可在PWM模式下工作。在轻负载条件下，该器件进入PFM模式，从而在整个负载电流范围内保持高效率。TPS61376还集成有多种强大的保护特性， 其中包括过压保护、逐周期过流保护和热关断。Texas Instruments TPS61376具有非常小的解决方案尺寸，采用2.5mm × 2.0mm HotRod简易版VQFN™封装。

特性

• 宽输入电压和输出电压范围
  • 输入电压范围：2.9V至23V
  • 输出电压范围：4.5V至25V
• 峰值电感电流限制高达4.5A
• 可编程输入平均电流限制范围：0.1A至3A
• 开关频率
  • TPS61376: 1.2MHz
  • TPS613761: 650KHz
• 集成两个MOSFET
  • ISO FET (40mΩ)
  • 低侧FET (50mΩ)
• 运行安全可靠
  • 输出过压保护
  • 逐周期过流保护
  • EN关断期间输入和输出之间真正断开
  • 热关断
• 精密EN/UVLO阈值
• 外部环路补偿
• 2.5mm × 2.0mm HotRod™简易版VQFN封装

功能框图

TPS61376 高压升压转换器技术解析与应用指南

一、产品概述

TPS61376是德州仪器(TI)推出的高性能非同步升压转换器，具有以下突出特性：

• ‌宽输入电压范围‌：2.9V至23V，支持多种电源输入场景
• ‌高输出能力‌：输出电压可达25V，峰值电感电流限制达4.5A
• ‌精确电流限制‌：可编程输入平均电流限制(0.1A至3A)，精度±2.5%
• ‌先进封装‌：采用2.5mm×2.0mm HotRod™ Lite VQFN超小封装

‌关键技术创新‌：

1. 集成40mΩ ISO FET和50mΩ低边MOSFET
2. 真负载断开功能，在EN关闭时完全切断输入输出路径
3. 自适应关闭时间控制的峰值电流模式拓扑
4. 支持PWM/PFM自动模式切换，全负载范围内保持高效率

二、核心特性参数

2.1 电气规格

参数	规格	单位
输入电压范围	2.9-23	V
输出电压范围	4.5-25	V
开关频率	1200	kHz
静态电流	80(typ)	μA
工作结温	-40至125	°C

2.2 保护特性

• ‌输出过压保护‌：27.5V阈值(典型值)
• ‌逐周期过流保护‌：响应时间<100ns
• ‌热关断保护‌：150°C触发，130°C恢复
• ‌短路保护‌：自动进入降压模式限制电流

三、典型应用设计

3.1 引脚配置与功能

‌关键引脚说明‌：

1. ‌ VIN(引脚1) ‌：电源输入，需就近布置10μF以上去耦电容
2. ‌ EN/UVLO(引脚2) ‌：使能及可编程UVLO输入，支持电阻分压设置启动电压
3. ‌ ILIM(引脚10) ‌：通过电阻设置输入平均电流限制，计算公式：
   • ISEL=高电平：ILIM=43.2kΩ/R
   • ISEL=低电平：ILIM=10.8kΩ/R

3.2 外围元件选型

1. ‌电感选择‌：
   • 推荐值：2.2μH至10μH
   • 饱和电流需大于计算峰值电流(公式：ILpeak=IDC+IPP/2)
   • 典型选项：Coilcraft XGL5050系列(4.7μH/13.9mΩ)
2. ‌输出电容‌：
   • 最小容量计算：COUT=IOUT×(VOUT-VIN)/(fSW×ΔV×VOUT)
   • 建议使用低ESR陶瓷电容，电压降额考虑≥50%
3. ‌补偿网络设计‌：
   • RC=2π×VOUT×CO×fC/[(1-D)×VREF×GEA×KCOMP]
   • CC=(RO×CO)/2RC
   • CP=(RESR×CO)/RC (若<10pF可省略)

四、应用方案实例

4.1 12V/0.5A输出设计

‌参数配置‌：

• 输入：3.3V-8.4V
• 输出：12V±1%
• 电流限制：3A(RLIM=14.3kΩ)
• 效率曲线：5V输入时效率>90%(负载>100mA)

‌布局要点‌：

1. 功率回路最小化(SW-VP-D1-COUT)
2. AGND与PGND单点连接
3. 热焊盘使用多过孔连接底层铜箔

4.2 热管理方案

‌热阻参数‌：

• θJA=64.9°C/W(VQFN封装)
• 最大允许功耗：PD(max)=(125-TA)/θJA

‌散热增强措施‌：

1. 使用4层PCB并增加热过孔
2. 顶层和底层布置大面积铜箔
3. 避免在热敏感区域走高频信号线

五、设计验证与优化

5.1 关键波形测试

1. ‌启动过程‌：软启动时间典型4ms，无过冲
2. ‌负载瞬态‌：0.1A-0.5A跳变时输出电压偏差<100mV
3. ‌短路保护‌：触发后VP钳位在VIN+3.5V

5.2 EMI优化建议

1. 输入滤波器使用π型结构(10μF+磁珠+0.1μF)
2. 开关节点面积控制在15mm²以内
3. 敏感信号远离SW和BST走线

六、行业应用方案

1. ‌ 零售终端(ePOS) ‌：
   • 12V打印机电源
   • 5V转15V触摸屏供电
   • 符合PCI PTS 4.0认证要求
2. ‌工业扫描器‌：
   • 锂电池(3.7V)升压至24V
   • 支持3A条码马达驱动
   • -40°C低温启动保障
3. ‌智能音箱‌：
   • 多级转换架构前级
   • 动态电流限制保护电池
   • 空闲模式效率>85%