深入解析TPS65135：单电感多输出调节器的卓越性能与应用

在电子设计领域，电源管理芯片的性能直接影响着整个系统的稳定性和效率。今天，我们将深入探讨德州仪器（TI）的TPS65135单电感多输出调节器，它在电源管理方面展现出了独特的优势。

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一、产品特性亮点

1. 拓扑结构与输入范围

TPS65135采用单电感多输出（SIMO）拓扑结构，输入电压范围为2.5 - 5.5V，这使得它能够适应多种电源环境，无论是电池供电还是其他电源输入都能稳定工作。

2. 输出能力

它能够提供高达750mW的输出功率（在(V_{1}=2.9V)时），正输出电压最高可达6V，负输出电压最低可达 -7V，并且输出电压精度高达1%，能满足大多数应用对电压精度的要求。

3. 其他特性

允许高达50%的输出电流不匹配，具有出色的线性调节能力。采用先进的节能模式，在轻载时能有效提高效率，同时具备低噪声运行和音频外模式，避免对音频信号产生干扰。还配备了短路保护和热关断功能，增强了产品的可靠性。此外，它采用3mm × 3mm的薄型QFN封装，节省了电路板空间。

二、应用领域广泛

1. 显示电源

适用于AMOLED显示屏和LCD显示屏的电源供应，为显示设备提供稳定的电源，确保显示效果的清晰和稳定。

2. 分轨电源

可作为运算放大器、数据转换器、数据接口等的分轨电源，满足不同电路对正负电源的需求。

三、产品详细描述

1. 工作原理

TPS65135是一款高效的分轨电源，通过SIMO拓扑结构，仅需很少的外部组件。它采用升降压拓扑，能够在输入电源电压之上或之下产生正、负输出电压。这种拓扑结构在移动通讯系统中尤为重要，例如在发射期间，能有效避免因输入电压变化而对手机显示屏造成干扰。

2. 引脚配置与功能

该芯片采用16引脚的WQFN封装，各引脚具有明确的功能。例如，EN引脚用于使能设备，通过拉高该引脚可开启设备，且该引脚内部有500kΩ的下拉电阻；FB和FBG引脚分别为正、负输出电压轨的反馈调节点；L1和L2为电感端子等。

四、规格参数详解

1. 绝对最大额定值

在不同引脚的电压、工作结温、环境温度和存储温度等方面都有明确的限制。例如，VIN、EN、VAUX、FB、OUTP、L2等引脚的电压范围为 -0.3 - 7V，L1、OUTN引脚的电压范围为 -8 - 7V等。超出这些额定值可能会对设备造成永久性损坏。

2. ESD额定值

具备一定的静电放电保护能力，人体模型（HBM）为±2000V，带电设备模型（CDM）为±1000V，机器模型（MM）为±200V。

3. 推荐工作条件

输入电压范围为2.5 - 5.5V，输出电流不匹配范围为0.5 - 2，输出功率在(V{I}=2.9V)、(V{O(POS)} - V_{O(NEG)} ≤ 10V)时可达750mW。同时，对电感、输入电容、输出电容等外部元件的参数也有推荐值。

五、典型应用设计

1. 设计要求

以±5V的AMOLED显示电源应用为例，输入电源电压范围为2.5 - 5.5V，正输出电压为5V，负输出电压为 -5V，最大正、负输出电流均为80mA。

2. 元件选择

• 电感：TPS65135内部补偿，使用2.2µH的电感效果最佳。电感的选择对效率、线性和负载瞬态响应以及最大输出电流有很大影响。推荐了多种不同品牌和型号的2.2µH电感，如TOKO DFE252010C、Coilcraft XFL2006 - 222等。
• 输入和输出电容：通常需要10µF的陶瓷输入电容，以降低输入电压纹波；输出电容一般4.7µF即可满足大多数应用，也可使用更大值来改善负载和线性瞬态响应。文中推荐了Murata、Taiyo Yuden等品牌的相关电容。
• 反馈电阻：通过公式计算合适的反馈电阻值，以设置输出电压。例如，计算得出R2为120kΩ时，R1约为363.9kΩ，取最接近的1%公差标准值365kΩ；R3约为483.9kΩ，取487kΩ。

六、布局与支持信息

1. 布局指南

为了实现TPS65135的最佳性能，布局时应遵循一些基本原则。例如，尽量在顶层路由不连续的开关电流，使用短而宽的走线以减少杂散电感和电阻；将电容和电感尽可能靠近相应的引脚放置；使用铜箔作为热扩散器，并通过最大数量的热过孔连接到裸露的散热焊盘等。

2. 设备与文档支持

德州仪器提供了丰富的设备支持和文档更新通知服务。用户可以通过ti.com的设备产品文件夹注册，接收产品信息变更的每周摘要。此外，还提供了TI E2E™在线社区和设计支持等资源，方便工程师交流和获取帮助。

TPS65135单电感多输出调节器凭借其独特的拓扑结构、出色的性能和广泛的应用领域，为电子工程师在电源管理设计方面提供了一个优秀的选择。在实际应用中，合理选择外部元件和优化布局，能够充分发挥该芯片的优势，实现高效、稳定的电源供应。你在使用类似电源管理芯片时遇到过哪些问题呢？欢迎在评论区分享交流。