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

5.5 电气特性

TJ = –40°C 至 +125°C，VVCC = 3V（内部），VVIN = 4V 至 16V。典型值是在 TJ = 25°C 和 VVIN = 12V 条件下测得的（除非另有说明）。
参数 测试条件 最小值 典型值 最大值 单位
电源
IQ(VIN) VIN 静态电流 不进行开关，VEN = 2V，VFB = VFB_REG + 10mV，VCC 引脚上无外部辅助电源 940 1200 µA
IQ(VIN) 采用外部 VCC 辅助电源时的 VIN 静态电流 VIN = 12V，VEN = 2V，VFB = VFB_REG + 10mV（不进行开关），VCC 引脚上有 3.3V 外部辅助电源 230 350 µA
IQ(VCC) VCC 静态电流 VIN = 12V，VEN = 2V，VFB = VFB_REG + 10mV（不进行开关），VCC 引脚上有 3.3V 外部辅助电源 820 1000 µA
ISD(VIN) VIN 关断电源电流 VIN = 12V，VEN = 0V，VCC 引脚上无外部辅助电源 9 20 µA
ISD(VCC) VCC 关断电流 VEN = 0V，VIN = 0V，VCC 引脚上有 3.3V 外部辅助电源 90 140 µA
IVCC VCC 外部辅助电源电流 TJ = 25°C，VIN = 12V，VEN = 2V，常规开关，RMSEL = 10.5kΩ，fSW = 800kHz，VCC 引脚上有 3.3V 外部辅助电源 12 mA
TJ = 25°C，VIN = 12V，VEN = 2V，常规开关，RMSEL = 13.3kΩ，fSW = 1100kHz，VCC 引脚上有 3.3V 外部辅助电源 16 mA
TJ = 25°C，VIN = 12V，VEN = 2V，常规开关，RMSEL = 30.1kΩ，fSW = 1400kHz，VCC 引脚上有 3.3V 外部辅助电源 20.5 mA
UVLO
VINUVLO(R) VIN UVLO 上升阈值 VIN 上升 3.87 3.95 V
VINUVLO(F) VIN UVLO 下降阈值 VIN 下降 3.60 3.70 V
VINUVLO(H) VIN UVLO 迟滞 0.17 V
使能
VEN(R) EN 电压上升阈值 EN 上升，启用开关 1.18 1.23 V
VEN(F) EN 电压下降阈值 EN 下降，禁用开关 0.95 1 V
VEN(H) EN 电压迟滞 0.18 V
EN 内部下拉电阻 EN 引脚至 AGND 0.74 1 1.27 MΩ
VENSTB(R) EN 待机上升阈值 EN 上升，启用内部 LDO，不进行开关 0.75 1.0 V
VENSTB(F) EN 待机下降阈值 EN 下降，禁用内部 LDO 0.5 0.6 V
内部 LDO (VCC)
VVCC 内部 LDO 输出电压 不进行开关，IVCC = 25mA 2.82 2.94 3.05 V
IVCC 内部 LDO 短路电流限制 VVIN = 10V 100 275 mA
VCCUVLO(R) VCC UVLO 上升阈值 VVIN = 4V 2.7 2.82 V
VCCUVLO(F) VCC UVLO 下降阈值 VVIN = 4V 2.45 2.55 V
VCCUVLO(H) VCC UVLO 迟滞 VVIN = 4V 0.15 V
用于关闭 VCC LDO 的 FB 阈值 EN 高电平至低电平 25 50 85 mV
基准电压 (FB)
VFB_REG 反馈调节电压 TPS54KB20 和 TPS54KB22 895.5 900 904.5 mV
VFB_REG 反馈调节电压 TPS54KB21 和 TPS54KB23 497.5 500 502.5 mV
IFB(LKG) FB 输入漏电流 VFB = VFB_REG 160 nA
差分遥感放大器
IGOSNS 流出 GOSNS 引脚的漏电流 VGOSNS - VAGND = 100mV 80 µA
VICM 用于调节的 GOSNS 共模电压 VGOSNS 与 VAGND 间的关系 -0.1 0.1 V
开关频率
fSW(FCCM) 开关频率，FCCM 运行 VVIN = 12V，VOUT = 3.3V，RMSEL = 10.5kΩ (FCCM)，无负载 680 800 920 kHz
VVIN = 12V，VOUT = 3.3V，RMSEL = 24.9kΩ (FCCM)，无负载 910 1070 1230 kHz
VVIN = 12V，VOUT = 3.3V，RMSEL = 48.7kΩ (FCCM)，无负载 1150 1350 1550 kHz
启动
ISS 软启动充电电流 VSS = 0V 26 36 45 µA
VSS(DONE) 软启动完成的软启动电压阈值 TPS54KB21 和 TPS54KB23 1 V
VSS(DONE) 软启动完成的软启动电压阈值 TPS54KB20 和 TPS54KB22 1.2 V
EN 高电平到开关延迟开始 CSS = 33nF，内部 VCC，CVCC = 2.2µF，RMSEL = 158kΩ，从 EN 高电平至 VSS = 50mV 测得 740 µs
功率级
RDSON(HS) 高侧 MOSFET 导通电阻 VBOOT-SW = 3.0V 5.8 mΩ
RDSON(LS) 低侧 MOSFET 导通电阻 VVCC = 3.3V 2.3 mΩ
tON(min) 最小 ON 脉冲宽度 40 ns
tOFF(min) 最小 OFF 脉冲宽度 (1) 130 160 ns
升压电路
IBOOT(LKG) 流入 BOOT 引脚的漏电流 VVIN = 12V，VBOOT-SW = 3V，已启用，不进行开关 23 31 µA
过流保护
OC 限制高钳位 LS FET 上的谷值电流，0Ω ≤ RILIM ≤ 4.32kΩ 25 27.5 A
KOCL RILIM 公式的常数 120000 A×Ω
ILS(OC) 低侧谷值电流限值，开环 LS FET 上的谷值电流，RILIM = 4.32kΩ  25 27.5 A
LS FET 上的谷值电流，RILIM = 5.36kΩ 17.9 22.1 26.5 A
LS FET 上的谷值电流，RILIM = 7.32kΩ 13.0 16.2 19.6 A
LS FET 上的谷值电流，RILIM = 10.7kΩ 8.5 11.1 13.7 A
LS FET 上的谷值电流，RILIM = 20kΩ 4.0 5.9 7.9 A
ILS(NOC) 低侧负电流限值，开环 LS FET 上的灌电流限制 -10 -7.5 A
RILIM ILIM 引脚电阻范围 0 20 kΩ
IZC 进入 DCM 的过零检测电流阈值，开环 VIN = 12V -700 mA
IZC(HYS) 进入 DCM 后的过零检测电流阈值迟滞，开环 VIN = 12V 1000 mA
输出 OVP 和 UVP
VOVP 过压保护（OVP）阈值电压 TPS54KB21 和 TPS54KB23，VFB 上升 113% 116% 119%
VUVP 欠压保护 (UVP) 阈值电压 TPS54KB21 和 TPS54KB23，VFB 下降 76% 79% 82%
VOVP 过压保护（OVP）阈值电压 TPS54KB20 和 TPS54KB22，VFB 上升 115% 118% 121%
VUVP 欠压保护 (UVP) 阈值电压 TPS54KB20 和 TPS54KB22，VFB 下降 77% 80% 83%
tOVPDLY OVP 延迟 施加 100mV 过驱 400 ns
tUVPDLY UVP 滤波器延迟 70 µs
断续等待时间 TPS54KB22 和 TPS54KB23 7 x tSS ms
电源正常
VPGTH(RISE_OV) 电源正常阈值 ‌TPS54KB20 和 TPS54KB22，FB 上升，PG 从高电平到低电平 115% 118% 121%
VPGTH(RISE_UV) 电源正常阈值 ‌TPS54KB20 和 TPS54KB22，FB 上升，PG 从低电平到高电平 89% 92.5% 95%
VPGTH(FALL_UV) 电源正常阈值 ‌TPS54KB20 和 TPS54KB22，FB 下降，PG 从高电平到低电平 77% 80% 83%
VPGTH(RISE_OV) 电源正常阈值 TPS54KB21 和 TPS54KB23，FB 上升，PG 从高电平到低电平 113% 116% 119%
VPGTH(RISE_UV) 电源正常阈值 TPS54KB21 和 TPS54KB23，FB 上升，PG 从低电平到高电平 91%
VPGTH(FALL_UV) 电源正常阈值 TPS54KB21 和 TPS54KB23，FB 下降，PG 从高电平到低电平 79%
启动期间 PG 延迟从低电平到高电平 1.3 ms
PG 延迟，从高电平到低电平 4 6.2 µs
IPG(LKG) 开漏输出高电平时的 PG 引脚漏电流 VPG = 6V 7 µA
PG 引脚输出低电平电压 IPG = 7mA 500 mV
当 VIN 和 VCC 为低电平时，PG 引脚输出低电平   VVIN = 0V，VVCC = 0V，VEN = 0V，IPG = 25µA 650 mV
当 VIN 和 VCC 为低电平时，PG 引脚输出低电平   VVIN = 0V，VVCC = 0V，VEN = 0V，IPG = 250µA 800 mV
热关断
TJ(SD) 热关断阈值(1) 温度上升 150 170 °C
TJ(HYS) 热关断迟滞 (1) 13 °C
输出放电
SW 引脚上的输出放电电阻 VIN = 12V，VSW = 1V，禁用电源转换 100 Ω
(1) 提供的该参数仅供参考，不构成 TI 已发布的器件规格的一部分用于 TI 产品保修。