ZHCSCN6C JANUARY   2014  – October 2018 TPS40425

PRODUCTION DATA.  

  1. 1 特性
  2. 2 应用
  3. 3 说明
    1.     Device Images
      1. 3.1 简化的应用示意图（双路输出）
  4. 4 修订历史记录
  5. 5 引脚配置和功能
    1.     引脚功能
  6. 6 规格
    1. 6.1 绝对最大额定值
    2. 6.2 处理额定值
    3. 6.3 建议运行条件
    4. 6.4 热性能信息
    5. 6.5 电气特性
    6. 6.6 典型特性
  7. 7 详细 说明
    1. 7.1 概要
    2. 7.2 功能框图
    3. 7.3 特性 说明
      1. 7.3.1  异步脉冲注入 (API)
      2. 7.3.2  自适应电压调节 (AVS)
      3. 7.3.3  开关频率和同步
      4. 7.3.4  电压基准
      5. 7.3.5  输出电压和遥感放大器
      6. 7.3.6  电流检测和温度检测模式
        1. 7.3.6.1 非智能功率操作
        2. 7.3.6.2 智能功率操作。
      7. 7.3.7  电流检测
      8. 7.3.8  温度感应
      9. 7.3.9  电流共享
      10. 7.3.10 线性稳压器
      11. 7.3.11 TPS40425 器件与功率级之间的电源序列
      12. 7.3.12 PWM 信号
        1. 7.3.12.1 软启动操作期间的 PWM 行为
      13. 7.3.13 启动和关闭
      14. 7.3.14 预偏置输出启动
      15. 7.3.15 PGOOD 指示
      16. 7.3.16 过流保护
      17. 7.3.17 过压/欠压保护
      18. 7.3.18 过热故障保护
      19. 7.3.19 输入欠压锁定 (UVLO)
      20. 7.3.20 故障通信
      21. 7.3.21 故障保护摘要
    4. 7.4 器件功能模式
    5. 7.5 编程
      1. 7.5.1 多相 应用
    6. 7.6 寄存器映射
      1. 7.6.1 PMBus 一般 说明
      2. 7.6.2 PMBus 功能
        1. 7.6.2.1 PMBus 地址
        2. 7.6.2.2 PMBus 连接
        3. 7.6.2.3 PMBus 数据格式
        4. 7.6.2.4 PMBus 输出电压调节
          1. 7.6.2.4.1 无裕量电压
          2. 7.6.2.4.2 裕量高电压状态
          3. 7.6.2.4.3 裕量低状态
      3. 7.6.3 读取输出电流
      4. 7.6.4 软启动时间
      5. 7.6.5 导通/关断延迟和定序
    7. 7.7 支持的 PMBus 命令
      1. 7.7.1  PAGE (00h)
      2. 7.7.2  OPERATION (01h)
      3. 7.7.3  ON_OFF_CONFIG (02h)
      4. 7.7.4  CLEAR_FAULTS (03h)
      5. 7.7.5  WRITE_PROTECT (10h)
      6. 7.7.6  STORE_USER_ALL (15h)
      7. 7.7.7  RESTORE_USER_ALL (16h)
      8. 7.7.8  CAPABILITY (19h)
      9. 7.7.9  VOUT_MODE (20h)
      10. 7.7.10 VIN_ON (35h)
      11. 7.7.11 VIN_OFF (36h)
      12. 7.7.12 IOUT_CAL_GAIN (38h)
      13. 7.7.13 IOUT_CAL_OFFSET (39h)
      14. 7.7.14 IOUT_OC_FAULT_LIMIT (46h)
      15. 7.7.15 IOUT_OC_FAULT_RESPONSE (47h)
      16. 7.7.16 IOUT_OC_WARN_LIMIT (4Ah)
      17. 7.7.17 OT_FAULT_LIMIT (4Fh)
      18. 7.7.18 OT_WARN_LIMIT (51h)
      19. 7.7.19 TON_RISE (61h)
      20. 7.7.20 STATUS_BYTE (78h)
      21. 7.7.21 STATUS_WORD (79h)
      22. 7.7.22 STATUS_VOUT (7Ah)
      23. 7.7.23 STATUS_IOUT (7Bh)
      24. 7.7.24 STATUS_TEMPERATURE (7Dh)
      25. 7.7.25 STATUS_CML (7Eh)
      26. 7.7.26 STATUS_MFR_SPECIFIC (80h)
      27. 7.7.27 READ_VOUT (8Bh)
      28. 7.7.28 READ_IOUT (8Ch)
      29. 7.7.29 READ_TEMPERATURE_2 (8Eh)
      30. 7.7.30 PMBus_REVISION (98h)
      31. 7.7.31 MFR_SPECIFIC_00 (D0h)
      32. 7.7.32 MFR_SPECIFIC_04 (VREF_TRIM) (D4h)
      33. 7.7.33 MFR_SPECIFIC_05 (STEP_VREF_MARGIN_HIGH) (D5h)
      34. 7.7.34 MFR_SPECIFIC_06 (STEP_VREF_MARGIN_LOW) (D6h)
      35. 7.7.35 MFR_SPECIFIC_07 (PCT_VOUT_FAULT_PG_LIMIT) (D7h)
      36. 7.7.36 MFR_SPECIFIC_08 (SEQUENCE_TON_TOFF_DELAY) (D8h)
      37. 7.7.37 MFR_SPECIFIC_16 (COMM_EEPROM_SPARE) (E0h)
      38. 7.7.38 MFR_SPECIFIC_21 (OPTIONS) (E5h)
      39. 7.7.39 MFR_SPECIFIC_22 (PWM_OSC_SELECT) (E6h)
      40. 7.7.40 MFR_SPECIFIC_23 (MASK SMBALERT) (E7h)
      41. 7.7.41 MFR_SPECIFIC_25 (AVS_CONFIG) (E9h)
      42. 7.7.42 MFR_SPECIFIC_26 (AVS_ADDRESS) (EAh)
      43. 7.7.43 MFR_SPECIFIC_27 (AVS_DAC_DEFAULT) (EBh)
      44. 7.7.44 MFR_SPECIFIC_28 (AVS_CLAMP_HI) (ECh)
      45. 7.7.45 MFR_SPECIFIC_29 (AVS_CLAMP_LO) (EDh)
      46. 7.7.46 MFR_SPECIFIC_30 (TEMP_OFFSET) (EEh)
      47. 7.7.47 MFR_SPECIFIC_32 (API_OPTIONS) (F0h)
      48. 7.7.48 MFR_SPECIFIC_44 (DEVICE_CODE) (FCh)
  8. 8 应用 和实施
    1. 8.1 应用信息
    2. 8.2 典型应用
      1. 8.2.1 双路输出应用
      2. 8.2.2 设计要求
      3. 8.2.3 设计流程
        1. 8.2.3.1  开关频率选择
        2. 8.2.3.2  电感选择
        3. 8.2.3.3  输出电容器选择
          1. 8.2.3.3.1 负载瞬态期间的输出电压偏差
          2. 8.2.3.3.2 输出电压纹波
        4. 8.2.3.4  输入电容器选择
        5. 8.2.3.5  VDD、BP5、BP3 旁路电容器
        6. 8.2.3.6  R-C 缓冲器
        7. 8.2.3.7  电压和温度传感器
        8. 8.2.3.8  TPS40425 器件与功率级之间的电源序列
        9. 8.2.3.9  输出电压设置和频率补偿选择
        10. 8.2.3.10 关键 PMBus 参数选择
          1. 8.2.3.10.1 MFR_SPECIFIC_21 (OPTIONS)
            1. 8.2.3.10.1.1 IOUT_CAL_GAIN
            2. 8.2.3.10.1.2 启用和 UVLO
            3. 8.2.3.10.1.3 软启动时间
            4. 8.2.3.10.1.4 过流阈值和响应
      4. 8.2.4 应用曲线
  9. 9 电源相关建议
  10. 10布局
    1. 10.1 布局指南
      1. 10.1.1 TPS40425 器件的布局指南
      2. 10.1.2 功率级器件布局指南
    2. 10.2 布局示例
  11. 11器件和文档支持
    1. 11.1 器件支持
      1. 11.1.1 开发支持
        1. 11.1.1.1 德州仪器 (TI) Fusion Digital Power Designer
        2. 11.1.1.2 TPS40k 环路补偿工具
    2. 11.2 商标
    3. 11.3 静电放电警告
    4. 11.4 术语表
  12. 12机械、封装和可订购信息

封装选项

机械数据 (封装 | 引脚)
散热焊盘机械数据 (封装 | 引脚)
订购信息

6.5 电气特性

TJ = –40ºC 至 125ºC，VIN = VVDD = 12V，针对 500kHz 设置 RT，所有参数都在零功率耗散的条件下提供（除非另有说明）
参数 测试条件 最小值 典型值 最大值 单位
输入电源
VVDD 输入电源电压范围 4.5 20 V
IVDD 工作输入电流 开关，无驱动器负载，非智能功率模式 18.4 mA
非开关，非智能功率模式 17.2
UVLO
VIN(on) 输入导通电压(3) 默认设置 4 4.25 4.5 V
VIN(off) 输入关断电压(3) 默认设置 3.8 4 4.2 V
VINON(rng) 可编程导通电压范围 4.25 16 V
VINOFF(rng) 可编程关断电压范围 4 15.75 V
误差放大器
VFB 反馈引脚电压 –40°C ≤ TJ ≤ 125°C 597 600 603 mV
AOL 开环增益(1) 80 dB
GBWP 增益带宽积(1) 50 MHz
IFB FB 引脚偏置电流（流出引脚） VFB = 0.6V 100 nA
ICOMP 拉电流 VFB = 0 V 1 mA
灌电流 VFB = 1V 1
BP5 稳压器
VBP5 输出电压 IBP5 = 10mA 4.5 5 5.5 V
压降电压 VVIN – VBP5、VVDD = 4.5V，

IBP5 = 25mA		 400 mV
IBP5 输出电流 VVDD = 12V 40 mA
VBP5UV 稳压器 UVLO 电压(1) 3.3 3.55 3.8 V
VBP5UV(hyst) 稳压器 UVLO 电压迟滞(1) 300 mV
BP3 稳压器
VBP3 输出电压 VVDD = 4.5V，IBP3 ≤ 5mA 3.1 3.3 3.5 V
振荡器和斜坡发生器
ƒSW 调节范围(1) 200 1500 kHz
开关频率(4) RRT = 100kΩ 180 200 220 kHz
开关频率(4) RRT = 40kΩ 450 500 550
开关频率(4) RRT = 13kΩ 1230 1370 1500
V斜坡 斜坡振幅（峰峰值） VVDD/10 V
VVAL 谷值电压 1.22 V
同步
VSYNCH SYNC 高电平阈值(2) 2 V
VSYNCL SYNC 低电平阈值(2) 0.8 V
tSYNC 最小 SYNC 脉宽(1) 100 ns
ƒSYNC SYNC 的最大 PWM 频率(1) 1500 kHz
SYNC 的最小 PWM 频率(1) 200
SYNC 频率范围（从标称振荡器频率增加）(1) -20% 20%
PWM
VOH(pwm) PWM 高电平输出电压 ILOAD = 500µA 4.5 V
VOL(pwm) PWM 低电平输出电压 ILOAD = 500µA 0.5 V
tOFF(min) 最短关断时间 100 ns
tON(min) 最小脉冲 90 ns
软启动
tSS 软启动时间(7) 出厂默认设置 2.7 ms
可编程范围(1) 0.6 9 ms
整个范围内的精度(1) -15% 15%
tON(dly) 导通延迟时间(1) 出厂默认设置 0 ms
tOFF(dly) 关断延迟时间(1) 出厂默认设置 0 ms
遥感放大器
BW 闭环带宽(1) 2 MHz
VDIFFO(max) 最大 DIFFO 输出电压 4.7 V
VDIFFO(err) DIFFO1 到 (VSNS1– GSNS1) 的误差电压 (VSNS1– GSNS1) = 1.0V -6 6 mV
(VSNS1– GSNS1) = 3.6V –19 19
IDIFFO 拉电流 1 mA
灌电流 1
电流感应放大器
VCS(mg) 差分输入电压线性范围 (VCSxP – VCSxN)，非智能功率模式 0 60 mV
(VCSxP – VCSxN)，智能功率模式 0 600
VCS(cmr) 输入共模范围 非智能功率模式 0 3.6 V
VCS(cm) 输入共模电压 智能功率模式 1.24 V
ACS 电流感应增益 CHx_CSGAIN_SEL = 20V/V(5)，非智能功率模式 10 V/V
CHx_CSGAIN_SEL = 20V/V(5)，智能功率模式 1
fCO 闭环带宽(1) 0.66 MHz
VCS(chch) 两个通道之间的放大器输出差值(6) IOUT_CAL_GAIN = 0.503mΩ，
IPHASE = 20A		 –6% 6%
电流限值
tOFF(oc) 重新启动尝试之间的关断时间 断续模式 7 × tSS ms
IOC(flt) 输出峰值电流过流故障阈值 出厂默认设置 30 A
可编程范围 3 50
IOC(warn) 输出峰值电流过流警告阈值 出厂默认设置 27 A
可编程范围 2 49
IOC(acc) 输出峰值电流过流故障和警告精度 IOUT = 30A，IOUT_CAL_GAIN = 0.503mΩ -10% 10%
输出峰值电流过流警告精度 IOUT = 27A，IOUT_CAL_GAIN = 0.503mΩ -10% 10%
PGOOD
VFBPGH FB PGOOD 高阈值 出厂默认设置 675 mV
VFBPGL FB PGOOD 低阈值 出厂默认设置 525 mV
VPG(acc) 整个范围内的 PGOOD 精度 –4% 4%
Vpg(hyst) FB PGOOD 迟滞电压 15 28 45 mV
RPGOOD PGOOD 下拉电阻 VFB = 0，IPGOOD = 5mA 50 Ω
IPGOOD(lk) PGOOD 引脚泄漏电流 VFB = 600mV，VPGOOD = 5V 20 µA
输出过压和欠压
VFBOV FB 引脚过压阈值 出厂默认设置 700 mV
VFBUV FB 引脚欠压阈值 出厂默认设置 500 mV
VUVOV(acc) 整个范围内的 FB UV/OV 精度 –4% 4%
VOV(hyst) FB OV 迟滞电压 25 55 90 mV
输出电压修整和裕量调节
VFBTM(step) 带修整和裕量的 FB 步长分辨率 2 mV
tFBTM(step) 每个修整或裕量步长的转换时间 软启动时间之后 30 µs
VFBTM(max) 仅带修整或裕量的最大 FB 电压 660 mV
VFBTM(min) 仅带修整或裕量的最小 FB 电压 480 mV
VFBTM(rng) 带修整和裕量组合的 FB 电压范围 420 660 mV
VFBMH 裕量高 FB 引脚电压 出厂默认设置 660 mV
VFBML 裕量低 FB 引脚电压 出厂默认设置 540 mV
AVS 模式下的输出电压
VFBAVS(step) AVS 模式下的 FB 步长分辨率 2 mV
VFBAVS(max) AVS 模式下的最大 FB 电压 1.5 V
VFBAVS(min) AVS 模式下的最小 FB 电压 500 mV
AVS 接口
VVIO ASIC I/O 电压(1) 1.8 2.5 V
VIH(avs) 高电平输入电压，AVSCLK、AVSDATA VVIO = 2.5V 1.75 V
VVIO = 1.8V 1.26
VIL(avs) 低电平输入电压，AVSCLK、AVSDATA VVIO = 2.5V 0.75 V
VVIO = 1.8V 0.54
IIH(avs) 高电平输入电流，AVSCLK、AVSDATA(1) -50 50 µA
IIL(avs) 低电平输入电流，AVSCLK、AVSDATA(1) -50 50 µA
fAVS AVS 时钟频率范围 10 30 MHz
测量系统
MVOUT(rng) VOUT 测量范围 0.5 3.6 V
MVOUT(acc) VOUT 测量精度(6) VOUT = 1V，0°C ≤ TJ ≤ 125°C –0.8% 0.8%
MIOUT(rng) IOUT 测量范围(9) 0 50 A
MIOUT(acc) IOUT 测量精度(6) IOUT ≥ 20A，IOUT_CAL_GAIN = 0.503mΩ，
0°C ≤ TJ ≤ 125°C，VCSxN ≤ 2.5V		 –640 640 mA
PMBus 接口(8)
VIH 高电平输入电压，CLK、DATA、CNTL 2.1 V
VIL 低电平输入电压，CLK、DATA、CNTL 0.8
IIH 高电平输入电流，CLK、DATA、CNTL 引脚电压 = 3.3V -10 10 µA
IIL 低电平输入电流，CLK、DATA、CNTL 引脚电压 = 0V -10 10
VOL 低电平输出电压，DATA、SMBALRT IOUT = 4mA 0.4 V
IOH 高电平输出开漏泄漏电流，DATA、SMBALRT VOUT = VBP5 0 10 µA
IOL 低电平输出开漏电流，DATA、SMBALRT 4 mA
COUT 引脚电容，CLK、DATA(1) 1 pF
fPMB PMBus 工作频率范围 受控模式 10 400 kHz
tBUF START 和 STOP 之间的总线空闲时间(1) 1.3 µs
tHD:STA 重复 START 之后的保持时间(1) 0.6
tSU:STA 重复 START 设置时间(1) 0.6
tSU:STO STOP 设置时间(1) 0.6
tHD:DAT 数据保持时间(1) 接收模式 0 ns
传输模式 300
tSU:DAT 数据建立时间(1) 100
tTIMEOUT 误差信号/检测(1) 25 35 ms
tLOW:MEXT 累计时钟低电平主模式延长时间(1) 10 ms
tLOW:SEXT 累计时钟低电平从属延长时间(1) 25 ms
tLOW 时钟低电平时间(1) 1.3 µs
tHIGH 时钟高电平时间(1) 0.6 µs
tFALL CLK/DATA 下降时间(1) 300 ns
tRISE CLK/DATA 上升时间(1) 300
tRETENTION 配置参数的保持时间(1) TJ = 25°C 100 年
Write_cycles 非易失性擦除/写入周期数(1) TJ = 25°C 20 K 个周期
PMBus 寻址
IADD 地址引脚偏置电流 8.775 9.75 10.725 µA
初始化时间
tINI BP3 电压就绪后的初始化时间(1) 1 ms
温度感应和热关断
TSD 结关断温度(1) 160 °C
THYST 热关断磁滞滞后(1) 20
ITSNS(ratio) 流出 TSNS 引脚的偏置电流比，状态 2 与状态 1 非智能功率模式 9.7 10 10.3 µA/µA
ITSNS(1) 流出 TSNS 引脚的状态 1 电流 非智能功率模式 10 µA
ITSNS(2) 流出 TSNS 引脚的状态 2 电流 非智能功率模式 100 µA
TSNS(acc) 外部温度传感器精度(6) –40°C ≤ TSNS ≤ 125°C，非智能功率模式 -4.5 4.5 °C
–40°C ≤ TSNS ≤ 125°C，智能功率模式 -3 3
TOT(flt) 过热故障限制(1) 出厂默认设置 125 °C
OT 故障限制范围(1) 120 165
TOT(warn) 过热警告限制(1) 出厂默认设置 100 °C
OT 警告限制范围(1) 100 140
TOT(step) OT 故障/警告步长 1 °C
TOT(hys) OT 故障/警告迟滞(1) 20 °C
(1) 根据设计确定。未经生产测试。
(2) 外部 SYNC 引脚信号必须是占空比为 50％ 的方波。
(3) 设计规定了至少 150mV 的迟滞。
(4) 适用于单相、两相或四相操作。对于三相操作，开关频率比表中的值高 33％。
(5) 请参阅 PMBus 命令 MFR_SPECIFIC_21 (OPTIONS) (E5h) 部分。
(6) 性能在应用条件下进行了验证。
(7) 软启动时间是内部基准电压从 0V 上升到 600mV 的时间。
(8) 该器件支持 100kHz 和 400kHz 总线速度。该表中的 PMBus 时序参数适用于 400kHz 操作。如果 PMBus 工作频率为 100kHz，请参阅 SMBus 规格，以了解时序参数。
(9) 实际测量范围受 IOUT_CAL_GAIN 命令的限制。请参见IOUT_CAL_GAIN (38h)部分.