ZHCSQS9E November   2007  – January 2024 TPS5430-Q1

PRODUCTION DATA  

  1.   1
  2. 特性
  3. 应用
  4. 说明
  5. 引脚配置和功能
  6. 规格
    1. 5.1 绝对最大额定值
    2. 5.2 ESD Ratings
    3. 5.3 建议工作条件
    4. 5.4 热性能信息(DDA 封装)
    5. 5.5 电气特性
    6. 5.6 典型特性
  7. 详细说明
    1. 6.1 概述
    2. 6.2 功能方框图
    3. 6.3 特性说明
      1. 6.3.1  振荡器频率
      2. 6.3.2  电压基准
      3. 6.3.3  使能(ENA)和内部慢启动
      4. 6.3.4  欠压锁定 (UVLO)
      5. 6.3.5  升压电容器(BOOT)
      6. 6.3.6  输出反馈(VSENSE)和内部补偿
      7. 6.3.7  电压前馈
      8. 6.3.8  脉宽调制 (PWM) 模式
      9. 6.3.9  过流限制
      10. 6.3.10 过压保护 (OVP)
      11. 6.3.11 热关断
    4. 6.4 器件功能模式
      1. 6.4.1 在最低输入电压附近工作
      2. 6.4.2 在实施 ENA 控制的情况下运行
  8. 应用和实施
    1. 7.1 应用信息
    2. 7.2 典型应用
      1. 7.2.1 应用电路,12 V 至 5 V
        1. 7.2.1.1 设计要求
        2. 7.2.1.2 详细设计过程
          1. 7.2.1.2.1 使用 WEBENCH® 工具创建定制设计方案
          2. 7.2.1.2.2 开关频率
          3. 7.2.1.2.3 输入电容器
          4. 7.2.1.2.4 输出滤波器元件
            1. 7.2.1.2.4.1 电感器选择
            2. 7.2.1.2.4.2 电容器选型
          5. 7.2.1.2.5 输出电压设定点
          6. 7.2.1.2.6 启动电容器
          7. 7.2.1.2.7 环流二极管
          8. 7.2.1.2.8 高级信息
            1. 7.2.1.2.8.1 输出电压限制
            2. 7.2.1.2.8.2 内部补偿网络
            3. 7.2.1.2.8.3 热计算
        3. 7.2.1.3 应用曲线
      2. 7.2.2 9V 至 21V 输入到 5V 输出应用电路
      3. 7.2.3 使用陶瓷输出滤波电容器的电路
        1. 7.2.3.1 输出滤波器元件选择
        2. 7.2.3.2 外部补偿网络
    3. 7.3 电源相关建议
    4. 7.4 布局
      1. 7.4.1 布局指南
      2. 7.4.2 布局示例
  9. 器件和文档支持
    1. 8.1 器件支持
      1. 8.1.1 开发支持
        1. 8.1.1.1 使用 WEBENCH® 工具创建定制设计方案
    2. 8.2 文档支持
      1. 8.2.1 相关文档
    3. 8.3 接收文档更新通知
    4. 8.4 支持资源
    5. 8.5 商标
    6. 8.6 静电放电警告
    7. 8.7 术语表
  10. 修订历史记录
  11. 10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
电容器选型

输出电容器的重要设计因素是直流电压额定值、纹波电流额定值和等效串联电阻(ESR)。不得超过直流电压和纹波电流额定值。ESR 很重要,因为它与电感器纹波电流一起决定输出纹波电压的大小。输出电容器的实际值并不重要,但确实存在一些实际限制。应考虑此设计所需的闭环交叉频率与输出滤波器的 LC 转角频率之间的关系。由于采用内部补偿设计,闭环交叉频率尽量保持在 3kHz 至 30kHz 范围之间,因为这个频率范围有足够的相位升压,可实现稳定运行。对于此设计示例,假设预期的闭环交叉频率在 2590Hz 至 24kHz 之间,且也低于输出电容器的 ESR 零点。在这些条件下,闭环交叉频率与 LC 转角频率的关系如下:

方程式 7. GUID-7F0D4C00-0979-49FD-9674-58386A3C28C8-low.gif

且输出滤波器所需的输出电容器值为:

方程式 8. GUID-A2FEB389-B6E5-4F03-88CA-2E63438F8C07-low.gif

对于所需的 18 kHz 交叉频率和 15μH 电感器,输出电容器的计算值为 220μF。必须选择电容器类型,以使 ESR 零点高于环路交叉频率。最大 ESR 为:

方程式 9. GUID-D582EF1E-4D0D-4CBE-A8E0-BA11BB454C7D-low.gif

所选输出电容器的额定电压也必须大于所需的输出电压加上纹波电压的一半。还必须包括任何降额量。输出电容器中的最大 RMS 纹波电流计算公式如下:方程式 10

方程式 10. GUID-BCA607C8-8DF8-49C4-B009-080096CEE238-low.gif

其中:

NC 为并联输出电容器的数量。

FSW 为开关频率。

其他电容器类型也可以与 TPS5430-Q1 一起使用,具体取决于应用的需求。

输出电容器的最大 ESR 也决定了初始设计参数中指定的输出纹波量。输出纹波电压是电感器纹波电流与输出滤波器的 ESR 的乘积。检查电容器数据表中列出的最大规定 ESR 是否产生可接受的输出纹波电压:

方程式 11. GUID-170979EF-E799-4963-86D7-57ADD83F1406-low.gif

其中:

ΔVPP 是所需的峰峰值输出纹波。

NC 为并联输出电容器的数量。

FSW 为开关频率。

在本设计示例中,为 C3 选择了单个 220μF 输出电容器。计算出的 RMS 纹波电流为 143mA,所需的最大 ESR 为 40mΩ。满足这些要求的电容器是 Sanyo Poscap 10TPB220M,其额定值为 10V,最大 ESR 为 40mΩ,额定纹波电流为 3A。也可使用一个额外的 0.1μF 小型陶瓷旁路电容器,但未包括在本设计中。

还必须考虑输出电容器的最小 ESR。为了获得良好的相位裕度,当 ESR 处于最小值时,ESR 零点不能远高于 24kHz 和 54kHz 的内部补偿极点。