TPS62240DDCR高效的同步降压DC-DC转换器

描述

TPS6224x器件是一款高效的同步降压DC-DC转换器。该器件可从单个锂离子电池提供高达300 mA的输出电流,是移动电话和其他便携式设备等电池供电便携式应用的理想选择。
该器件具有2 V至6 V的宽输入电压范围,还支持两节和三节碱性,3.3 V和5 V输入电压轨。
TPS6224x工作在2.25MHz固定开关频率,并在轻负载电流下进入省电模式工作,以在整个负载电流范围内保持高效率。
在这里插入图片描述省电模式针对低输出电压纹波进行了优化。对于低噪声应用,可以通过将MODE引脚拉高来强制器件进入固定频率脉冲宽度调制(PWM)模式。在关断模式下,电流消耗降至1μA以下。 TPS6224x允许使用小型电感器和电容器来实现小尺寸解决方案。
TPS6224x可在-40°C至85°C的自由空气温度范围内运行。该器件采用5引脚SOT封装和6引脚2 mm×2 mm WSON封装。

特性FAE:13723714318
高效率 - 大于94%输出电流高达300 mA
用于锂离子电池的VIN范围为2 V至6 V.
扩展电压范围2.25MHz固定频率操作
轻载电流下的省电模式
PWM模式下的输出电压精度±1.5%
可调输出电压从0.6 V到VIN
典型的15μA静态电流
最低压降的100%占空比
提供SOT(5)和2 mm×2 mm×0.8-
mm WSON(6)包
允许<1毫米的解决方案高度

TPS6224x降压转换器采用典型的2.25 MHz固定频率脉冲宽度调制(PWM)在中等到重负载电流下。在轻负载电流下,转换器可以自动进入电源保存模式,然后以脉冲频率调制(PFM)模式运行。在PWM操作期间,转换器使用独特的快速响应电压模式控制方案和输入电压前馈可实现良好的线路和负载调节,允许使用小型陶瓷输入和输出电容。在时钟信号启动的每个时钟周期开始时,高端MOSFET开关为打开。然后电流从输入电容流过高侧MOSFET开关通过电感到输出电容和负载。在此阶段,电流斜坡上升,直到PWM比较器跳闸并且控制逻辑关闭开关。如果电流限制,限流比较器也会关闭开关超过高边MOSFET开关的电压。经过一段时间后,防止直通电流,低端MOSFET整流器导通,电感电流斜坡下降。然后电流从电感流向输出电容和负载。它通过低端MOSFET整流器返回电感。下一个周期由时钟信号启动,再次关闭低端MOSFET整流器并导通高侧MOSFET开关。
在这里插入图片描述
MODE引脚允许在强制PWM模式和省电模式之间进行模式选择。将此引脚连接到GND可启用省电模式,并在PWM和PFM之间自动转换模式。将MODE引脚拉高会强制转换器即使在灯光下也能以固定频率PWM模式工作负载电流。这允许对噪声敏感应用的开关频率进行简单滤波。在这种模式下,与轻载期间的省电模式相比,效率更低。MODE引脚的状态可以在操作期间改变,并允许有效的电源管理将转换器的运行模式调整到特定的系统要求。

8.3.3启用
通过将EN引脚设置为高电平来使能器件。在启动时间tStart Up期间,内部电路是稳定并启动软启动电路。 EN输入可用于控制系统中的电源排序与各种DC-DC转换器。 EN引脚可以连接到另一个转换器的输出,以驱动EN引脚高并获得电源轨的排序。 EN引脚= GND时,器件进入关断模式所有电路都被禁用。在固定输出电压版本中,内部电阻分压器网络随后断开来自FB pin。

8.3.4热关断
一接合温度,TJ,超过140°C(典型值),器件进入热关断状态。在这模式,高侧和低侧MOSFET关闭。设备在连接时继续运行
温度低于热关断滞后。

8.4设备功能模式
TPS6224x具有内部软启动电路,可控制输出电压的上升。输出在典型的250μs内,电压从其标称值的5%上升到95%。这限制了浪涌电流在上升期间转换器并防止在电池或高阻抗电源时可能的输入电压下降使用来源。软启动电路在启动时启动,tStart up。
在这里插入图片描述8.4.2省电模式
MODE引脚设置为低电平时,使能省电模式。如果负载电流减小,转换器将自动进入省电模式操作。在省电模式下,转换器会跳过切换和在PFM模式下以较低的频率工作,并具有最小的静态电流以保持高效率。一旦低侧MOSFET开关中的电感器电流,就会发生从PWM模式到PFM模式的转换变为零,表示不连续导通模式。

在省电模式期间,使用PFM比较器监视输出电压。随着输出电压下降在低于标称VOUT的PFM比较器阈值时,器件启动PFM电流脉冲。高端MOSFET开关导通,电感电流上升。在接通时间到期后,开关关闭低侧MOSFET开关导通,直到电感电流变为零。
转换器有效地向输出电容器和负载提供电流。如果负载低于交付量电流,输出电压将上升。如果输出电压等于或大于PFM比较器
阈值时,器件停止开关并进入休眠模式,典型电流消耗为15μA。如果输出电压仍低于PFM比较器阈值,则会有一系列进一步的PFM电流脉冲生成直到达到PFM比较器阈值。一旦输出,转换器再次开始切换电压降至PFM比较器阈值以下。

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转载自blog.csdn.net/szrileyH/article/details/88794391
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