ZHCSPN3A May   2023  – February 2024 TPS54KB20

PRODUCTION DATA  

  1.   1
  2. 1 特性
  3. 2 应用
  4. 3 说明
  5. 4 引脚配置和功能
  6. 5 规格
    1. 5.1 绝对最大额定值
    2. 5.2 ESD 等级
    3. 5.3 建议运行条件
    4. 5.4 热性能信息
    5. 5.5 电气特性
    6. 5.6 典型特性
  7. 6 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  内部 VCC LDO 以及在 VCC 引脚上使用外部辅助电源
      2. 6.3.2  使能
      3. 6.3.3  可调软启动
      4. 6.3.4  电源正常
      5. 6.3.5  输出电压设置
      6. 6.3.6  遥感
      7. 6.3.7  D-CAP4 控制
      8. 6.3.8  多功能选择 (MSEL) 引脚
      9. 6.3.9  低侧 MOSFET 过零
      10. 6.3.10 电流检测和正过流保护
      11. 6.3.11 低侧 MOSFET 负电流限值
      12. 6.3.12 过压和欠压保护
      13. 6.3.13 输出电压放电
      14. 6.3.14 UVLO 保护
      15. 6.3.15 热关断保护
    4. 6.4 器件功能模式
      1. 6.4.1 自动跳跃 Eco-mode 轻负载运行
      2. 6.4.2 强制连续导通模式
      3. 6.4.3 通过单根总线为该器件供电
      4. 6.4.4 通过分离轨配置为该器件供电
  8. 7 应用和实施
    1. 7.1 应用信息
    2. 7.2 典型应用
      1. 7.2.1 设计要求
      2. 7.2.2 详细设计过程
        1. 7.2.2.1  输出电压设定点
        2. 7.2.2.2  选择开关频率和工作模式
        3. 7.2.2.3  选择电感器
        4. 7.2.2.4  设置电流限值 (ILIM)
        5. 7.2.2.5  选择输出电容器
        6. 7.2.2.6  RAMP 选择
        7. 7.2.2.7  选择输入电容器 (CIN)
        8. 7.2.2.8  软启动电容器（SS 引脚）
        9. 7.2.2.9  EN 引脚电阻分压器
        10. 7.2.2.10 VCC 旁路电容器
        11. 7.2.2.11 自举电容器
        12. 7.2.2.12 RC 缓冲器
        13. 7.2.2.13 PG 上拉电阻器
      3. 7.2.3 应用曲线
    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. 8 器件和文档支持
    1. 8.1 文档支持
      1. 8.1.1 相关文档
    2. 8.2 接收文档更新通知
    3. 8.3 支持资源
    4. 8.4 商标
    5. 8.5 静电放电警告
    6. 8.6 术语表
  10. 9 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

6.3.10 电流检测和正过流保护

对于降压转换器，在高边 MOSFET 的导通阶段，开关电流以线性速度增加，速度由输入电压、输出电压、导通时间和输出电感值决定。在低边 MOSFET 的导通阶段，该电流以线性方式下降。开关电流的平均值等于负载电流。

该器件中的输出过流限制 (OCL) 由逐周期谷值电流检测控制电路实施。在低边 MOSFET 导通状态期间会通过测量低边 MOSFET 漏源电流来监控电感器电流。如果测得的低边 MOSFET 漏源电流高于电流限制阈值，则低边 MOSFET 将保持导通状态，直到电流电平低于电流限制阈值。这种类型的行为会降低该器件提供的平均输出电流。

在过流情况下，流向负载的电流超过流向输出电容器的电流。因此，输出电压趋于降低。最终，当输出电压降至低于欠压保护阈值 (80%) 时，UVP 比较器会检测到电压下降并在 70µs 的等待时间后关断该器件。根据器件型号，该器件会自动断续或闭锁，如过压和欠压保护 中所述。

图 6-7 展示了逐周期谷值电流限制行为以及该器件关断前的等待时间。

GUID-20240124-SS0I-TGNC-LB1J-JTXLD1CR4MSC-low.svg 图 6-7 过流保护

如果在启动期间发生 OCL 情况，该器件仍具有基于低边谷值电流的逐周期电流限制。软启动完成后，由 OCL 事件引起的 UV 事件会在 70µs 等待时间后关断该器件。触发 UV 后，器件进入断续或闭锁模式，具体取决于器件型号，如过压和欠压保护 所述。

从 ILIM 引脚连接到 AGND 的电阻 RILIM 可设置电流限制阈值。TI 建议使用容差为 ±1% 的电阻，因为容差较差的电阻提供的 OCL 阈值精度较低。方程式 5 根据该器件上给定的过流限制阈值计算 RILIM。方程式 6 根据给定的 RILIM 值计算过流限制阈值。

为了保护该器件以免意外连接到 ILIM 引脚上，该器件实现了一个内部固定 OCL 钳位。当 ILIM 引脚的电阻对于 AGND 而言过小或意外短接至接地端时，该内部 OCL 钳位会限制低边 MOSFET 上的最大谷值电流。TI 不建议采用 <‌ 4.32kΩ 的 RILIM 进行设计。

方程式 5. R I L I M = K O C L I O C L I M - 1 2 × V I N - V O U T × V O U T V I N × 1 L × f S W

其中

  • IOCLIM 是负载电流的过流限制阈值（单位为 A）
  • RILIM 是 ILIM 电阻值（单位为 Ω）
  • KOCL 是用于该计算的 120 × 103 常数
  • VIN 是输入电压值（单位为 V）
  • VOUT 是输出电压值（单位为 V）
  • L 是输出电感值（单位为 µH）
  • fSW 是开关频率（单位为 MHz）
方程式 6. I O C L I M = K O C L R I L I M + 1 2 × V I N - V O U T × V O U T V I N × 1 L × f S W