ZHCSRE2A december   2022  – april 2023 TPS552892

PRODUCTION DATA  

  1.   1
  2. 特性
  3. 应用
  4. 说明
  5. 修订历史记录
  6. 引脚配置和功能
  7. 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
  8. 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  VCC 电源
      2. 7.3.2  EXTVCC 电源
      3. 7.3.3  输入欠压锁定
      4. 7.3.4  使能和可编程 UVLO
      5. 7.3.5  软启动
      6. 7.3.6  关断
      7. 7.3.7  开关频率
      8. 7.3.8  开关频率抖动
      9. 7.3.9  电感器电流限制
      10. 7.3.10 内部充电路径
      11. 7.3.11 输出电压设置
      12. 7.3.12 输出电流监控及电缆压降补偿
      13. 7.3.13 输出电流限制
      14. 7.3.14 过压保护
      15. 7.3.15 输出短路保护
      16. 7.3.16 电源正常
      17. 7.3.17 恒定电流输出指示
      18. 7.3.18 热关断
    4. 7.4 器件功能模式
      1. 7.4.1 PWM 模式
      2. 7.4.2 节能模式
  9. 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 开关频率
        2. 8.2.2.2 输出电压设置
        3. 8.2.2.3 电感器选型
        4. 8.2.2.4 输入电容器
        5. 8.2.2.5 输出电容器
        6. 8.2.2.6 输出电流限制
        7. 8.2.2.7 环路稳定性
      3. 8.2.3 应用曲线
    3. 8.3 电源相关建议
    4. 8.4 布局
      1. 8.4.1 布局指南
      2. 8.4.2 布局示例
  10. 器件和文档支持
    1. 9.1 器件支持
      1. 9.1.1 第三方产品免责声明
    2. 9.2 接收文档更新通知
    3. 9.3 支持资源
    4. 9.4 商标
    5. 9.5 静电放电警告
    6. 9.6 术语表
  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

电感器选型

由于电感器的选择会影响稳态运行、瞬态行为和环路稳定性,因此电感器是进行电源稳压器设计时最重要的组件。有三种重要的电感器规格:电感、饱和电流和直流电阻。

TPS552892 可与 1µH 至 10µH 的电感器配合使用。电感器的选择需考虑降压和升压运行模式。

对于降压模式,选择的电感器要将峰峰值电流纹波限制为最大输入电压下的最大电感器电流。公式 9 展示了 CCM 中电感与电感器纹波电流之间的关系。

方程式 9. GUID-8268607A-FCA0-4533-A343-BDD1E6C4E837-low.gif

其中

  • VIN(MAX) 为最大输入电压
  • VOUT 是输出电压
  • ΔIL(P-P) 是电感器的峰峰值纹波电流
  • fSW 为开关频率

对于特定电感器,当 VOUT 等于最大输入电压的一半时,电感器纹波电流会达到最大值。选择更大的电感会产生更小的电感器电流纹波,而选择更小的电感会产生更大的电感器电流纹波。

对于升压模式,选择的电感器要将峰峰值电流纹波限制为最大输出电压下的最大电感器电流。公式 10 展示了 CCM 中电感与电感器纹波电流之间的关系。

方程式 10. GUID-58D3606D-1402-4CE0-BE0F-5DA424E438C5-low.gif

其中

  • VIN 是输入电压
  • VOUT(MAX) 是最大输出电压
  • ΔIL(P-P) 是电感器的峰峰值纹波电流
  • fSW 为开关频率

对于特定电感器,当 VIN 等于最大输出电压的一半时,电感器纹波电流可达到最大值。选择更大的电感会产生更小的电感器电流纹波,而选择更小的电感会产生更大的电感器电流纹波。

本应用示例选择了 4.7μH 的电感器,约可产生最大的电感器电流纹波,为降压模式下最高平均电感器电流的 50%,升压模式下最高平均电感器电流的 50%。

在降压模式下,电感器直流电流等于输出电流。在升压模式下,电感器直流电流可通过公式 11 计算得出。

方程式 11. GUID-1FE7DD3C-FDDD-4327-B2D5-E4FFDFE8D086-low.gif

其中

  • VOUT 是输出电压
  • IOUT 是输出电流
  • VIN 是输入电压
  • η 是电源转换效率

对于降压/升压转换器 TPS552892 的给定最大输出电流,在最小输入电压和最大输出电压下可达到最大电感器直流电流。将 TPS552892 的电感器电流限制设置为高于计算得出的最大电感器直流电流,可确保 TPS552892 能够提供所需的输出电流。

在升压模式下,电感器纹波电流由公式 12 计算得出。

方程式 12. GUID-7B14857B-CD3B-4021-A071-04BE74234293-low.gif

其中

  • ΔIL(P-P) 是电感器纹波电流
  • L 是电感器值
  • fSW 为开关频率
  • VOUT 是输出电压
  • VIN 是输入电压

因此,电感器峰值电流通过公式 13 计算。

方程式 13. GUID-0732023F-AF6B-4B1B-8E95-28E57698F183-low.gif

正常情况下,建议使用的电感器峰峰值电流应小于电感器平均电流的 40%,以获得最大输出电流。电感值较大的电感器会产生较小的纹波,可降低电感器中的磁滞损耗和 EMI,但同时负载瞬态响应时间也会增加。所选电感器的饱和电流必须高于计算出的峰值电流。

转换效率取决于所选电感器电流路径的电阻,与开关 MOSFET 相关的开关损耗和电感器内芯损耗。因此,整体效率受电感器直流电阻 (DCR)、开关频率下的等效串联电阻 (ESR) 和内芯损耗的影响。表 8-2 列出了为 TPS552892 推荐的电感器。在本应用示例中,选择了 Coilcraft 电感器 XAL7070-472,因为它具有小尺寸、高饱和电流和低 DCR。

表 8-2 建议的电感器
器件型号L (µH)DCR(最大值)(mΩ)饱和电流/额定热电流 (A)尺寸 (L x W x H mm)供应商(1)
XAL7070-472ME4.714.315.2/10.57.5 × 7.2 × 7.0Coilcraft
VCHA085D-4R7MS64.715.616.0/8.88.7 × 8.2 × 5.2Cyntec(乾坤科技)
IHLP4040DZER4R7M014.716.517/9.510.2 × 10.2 × 4.0Vishay
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