ZHCSM19C September   2019  – June 2021 TPS54J060

PRODUCTION DATA  

  1. 1 特性
  2. 2 应用
  3. 3 说明
  4. 4 修订历史记录
  5. 5 引脚配置和功能
  6. 6 规格
    1. 6.1 绝对最大额定值
    2. 6.2 ESD 等级
    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 概述
    2. 7.2 功能方框图
    3. 7.3 特性说明
      1. 7.3.1  使能和内部 LDO
      2. 7.3.2  双电源和外部 LDO
      3. 7.3.3  输出电压设置
      4. 7.3.4  软启动和输出电压跟踪
      5. 7.3.5  频率和工作模式选择
      6. 7.3.6  D-CAP3 控制
      7. 7.3.7  电流检测和正过流保护
      8. 7.3.8  低侧 FET 负电流限制
      9. 7.3.9  电源正常
      10. 7.3.10 过压和欠压保护
      11. 7.3.11 越界 (OOB) 运行
      12. 7.3.12 输出电压放电
      13. 7.3.13 UVLO 保护
      14. 7.3.14 热关断保护
    4. 7.4 器件功能模式
      1. 7.4.1 自动跳跃 Eco-Mode 轻负载运行模式
      2. 7.4.2 强制连续导通模式
      3. 7.4.3 预偏置启动
  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 设计要求
      2. 8.2.2 详细设计过程
        1. 8.2.2.1  选择开关频率和工作模式（MODE 引脚）
        2. 8.2.2.2  选择输出电感器 (L)
        3. 8.2.2.3  设置电流限制 (TRIP)
        4. 8.2.2.4  选择输出电容器 (COUT)
        5. 8.2.2.5  选择输入电容器 (CIN)
        6. 8.2.2.6  反馈网络（FB 引脚）
        7. 8.2.2.7  软启动电容器（SS/REFIN 引脚）
        8. 8.2.2.8  EN 引脚电阻分压器
        9. 8.2.2.9  VCC 旁路电容器
        10. 8.2.2.10 BOOT 电容器
        11. 8.2.2.11 串联 BOOT 电阻和 RC 缓冲器
        12. 8.2.2.12 PGOOD 上拉电阻器
      3. 8.2.3 应用曲线
  9. 9 电源相关建议
  10. 10布局
    1. 10.1 布局指南
    2. 10.2 布局示例
  11. 11器件和文档支持
    1. 11.1 文档支持
      1. 11.1.1 相关文档
    2. 11.2 支持资源
    3. 11.3 接收文档更新通知
    4. 11.4 商标
    5. 11.5 术语表
    6. 11.6 静电放电警告
  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

7.3.6 D-CAP3 控制

TPS54J060 使用 D-CAP3 控制来实现快速负载瞬态，同时保持易用性。D-CAP3 控制架构包括一个内部纹波生成网络，支持使用 ESR 非常低的输出电容器，例如多层陶瓷电容器 (MLCC)。使用 D-CAP3 控制架构时无需外部电流检测网络或电压补偿器。内部纹波生成网络的作用是模拟电感器电流信息的纹波分量，然后将其与电压反馈信号相结合以调节环路。斜坡的幅度由内部电路的 R-C 时间常数决定。在不同的开关频率 (fSW) 下，R-C 时间常数会发生变化，以便保持内部产生的纹波幅度相对恒定。此外，该器件使用内部电路来消除由注入的斜坡引起的直流偏移，从而显著降低由输出纹波电压引起的直流偏移。

对于任何不支持外部补偿设计的控制拓扑，输出滤波器的最小值范围或最大值范围（或两者）适用。与 TPS54J060 搭配使用的输出滤波器是一个低通 L-C 电路。此 L-C 滤波器具有Equation3 中所示的双极点。

Equation3. GUID-EB167385-7BE8-47B8-A843-CAA4E208B1AC-low.gif

在低频率下，整体环路增益是由输出设定点电阻分压器网络和 TPS54J060 的内部增益设定的。低频 L-C 双极点具有 180 度同相压降。在输出滤波器频率下，增益以每十倍频程 –40dB 的速率滚降，且相位快速下降。内部纹波生成网络引入了高频零点，可将增益滚降从每十倍频 –40dB 降低到 –20dB，并在零点频率以上每十倍频程将相位增加 90 度。

为输出滤波器选择的电感器和电容器必须确保Equation3 的双极点位于内部零点以下，以便由内部零点提供的相位提升可提供足够的相位裕度来满足环路稳定性要求。

表 7-2 内部零点频率
开关频率
(fSW) (kHz)		零点 (fZ) 频率 (kHz)
60010
110020
220050

确定应用要求后，在设计中采用的输出电感值应使电感器峰峰值纹波电流大约介于最大输出电流的 20% 与 40% 之间。在#GUID-C6D134EE-6863-453C-AA59-8522420AE7F1/SLVSE782283 中可以根据所选开关频率找到内部零点频率。通常，在需要合理（或更小）输出电容的情况下，可以将 L-C 双极点频率设置为低于内部零点频率来确定稳定运行所需的输出电容。

如果使用 MLCC 输出电容器，则必须考虑降额特性来确定设计的最终输出电容。例如，当使用规格为 10µF、X5R 和 6.3V 的 MLCC 时，直流偏置和交流偏置的降额分别为 80% 和 50%。有效降额是这两个系数（在本例中为 40% 和 4µF）的乘积。如需了解所用电容器的具体特性，请咨询电容器制造商。

对于 2V 或以上的更高输出电压，鉴于在基于固定导通时间拓扑的运行中由更高输出电压（导通时间 (tON) 长）设置产生的相位延迟/损耗，可能需要进一步提升相位来确保足够的相位裕度。

与 RFB_HS 并联的前馈电容器对于提升环路交叉频率下的相位裕度非常有效。请参阅采用前馈电容器优化内部补偿直流/直流转换器的瞬态响应 应用报告以了解详细信息。