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

7.3.7 电流检测

在非智能功率操作期间以及控制器使用电感器 DCR 进行电流检测（如Figure 12 所示）时，必须使用滤波器消除电感器上电压的大交流分量，仅保留电感器的电阻上出现的电压分量。可以使用Equation 4 找到理想情况下的 R5 和 C4 值。R-C 滤波器的时间常数应等于或大于电感器的时间常数。如果这些时间常数相等，则 C4 上出现的电压是电感器中的电流乘以电感器电阻。在这种情况下，C4 上的电压很好地反映了电感器纹波电流，没有理由使 R-C 时间常数更短。

如果将 R-C 滤波器时间常数延长到大于电感器时间常数，则可以降低 TPS40425 器件电流检测引脚上存在的电压的交流纹波分量，但允许正确的直流电流信息保持不变。此延长还会稍微延迟对过流事件的响应，但可以降低系统中的噪声，从而使 PMBus 上的过流性能和电流报告数据更加干净。在多相操作期间，R-C 滤波时间的延长会轻微地影响控制回路，因为会向环路应用电流信息，以实现各个相位之间的电流平衡。

在所有情况下，C4 都应尽可能靠近电流检测引脚放置，以避免噪声问题，并且建议将一个去耦电容器连接到 CSxN 引脚。

Equation 4. TPS40425 EQ_4.gif

where

  • R5 和 RDCR 的单位是 Ω
  • C4 的单位是 F（建议 C4 的值大于 220nF）
  • L 的单位是 H

当检测电阻器执行电流检测时，建议使用Figure 13 中所示的 R-C-R 滤波器来过滤噪声。

TPS40425 isense_dcr_slusbo6.gifFigure 12. 使用 DCR 进行电流检测
TPS40425 isense_rsense_slusbo6.gifFigure 13. 使用检测电阻器进行电流检测

NOTE

电流检测元件电阻的编程范围是 0.244mΩ 至 7.747mΩ。IOUT_CAL_GAIN 命令设置电流检测元件电阻值。电流共享和限流电路将 CSP 和 CSN 之间的最大差值限制为 60mV。不过，在某些情况下，电流监测电路具有更加严格的限制，如下所示：

  • 对于介于 0.244mΩ 和 0.5795mΩ 之间的检测元件电阻，最大差分电压是 24mV
  • 对于介于 0.5795mΩ 和 1.1285mΩ 之间的检测元件电阻，最大差分电压是 40mV
  • 对于高于 1.1285mΩ 的检测元件电阻，最大差分电压是 60mV

在智能功率操作电流检测期间（如Figure 14 所示），该设计需要在 TPS40425 器件的 CSxN 引脚以及智能功率级的 REFIN 引脚上使用本地旁路电容器，以避免噪声问题。建议的 C6 值为 100nF。有关 C7 值，请参阅智能功率级的数据表。必须在安静区域将两根电流信号迹线布线为一个差分对。

TPS40425 isense_sps_slusbo6.gifFigure 14. 使用智能功率级进行电流检测

NOTE

在智能功率模式操作期间，必须将 IOUT_CAL_GAIN 设置为 0.5mΩ。