ZHCSQ42A December   2023  – January 2024 TPS61289

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 等级
    3. 5.3 建议工作条件
    4. 5.4 热性能信息
    5. 5.5 电气特性
    6. 5.6 典型特性
  7. 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 双向运行配置
      2. 6.3.2 VCC 电源
      3. 6.3.3 VHIGH 和 VCC 欠压锁定 (UVLO)
      4. 6.3.4 使能和可编程 EN/UVLO
      5. 6.3.5 开关频率
      6. 6.3.6 可编程开关峰值和谷值电流限制
      7. 6.3.7 外部时钟同步
      8. 6.3.8 VHIGH 过压保护
      9. 6.3.9 热关断
  8. 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 自举电容器选型
        2. 7.2.2.2 电感器选型
        3. 7.2.2.3 MOSFET 选型
        4. 7.2.2.4 VLOW/VHIGH 输出电容器选型
      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
        1. 7.4.2.1 散热注意事项
  9. 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. 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

电感器选型

由于电感器的选型会影响电源运行的稳态、瞬态行为、环路稳定性和降压/升压转换器效率,电感器是开关电源稳压器设计中最重要的元件。对于电感器性能而言,三个最重要的规格是电感值、直流电阻和饱和电流。

TPS61289 可与 2.2µH 至 10µH 的电感器配合使用。2.2µH 电感器通常采用较小或薄型封装,而 10µH 电感器则会产生更低的电感器电流纹波。

在没有电流偏置的情况下,电感值的容差可以为 ±20%,甚至是 ±30%。当电感器电流接近饱和水平时,其电感可以比 0A 电流时的电感值减少 20% 至 35%,具体取决于电感器供应商对饱和电流的定义。选择电感器时,请验证电感器的额定电流(尤其是饱和电流)是否大于运行期间的峰值电流。

按照方程式 5方程式 7 计算电感器的峰值电流。如需计算最坏情况下的电流,请使用应用的最小输入电压、最大输出电压和最大负载电流。为了留出足够的设计裕度,TI 建议在计算时使用最小开关频率、容差为 -30% 的电感值以及低电源转换效率。

计算电感器直流电流,如方程式 5 所示。

方程式 5. I D C = V O U T × I O U T V I N × η

其中

  • VOUT 是升压模式下的 VHIGH 电压或降压模式下的 VLOW 电压。
  • IOUT 是转换器输出电流。
  • VIN 是降压模式下的 VHIGH 电压或升压模式下的 VLOW 电压。
  • η 是电源转换效率。

方程式 6 计算电感器电流峰峰值纹波。

方程式 6. I P P = 1 L × 1 V O U T × V I N + 1 V I N × f S W

其中

  • IPP 是电感器峰峰值纹波。
  • L 是电感值。
  • ƒSW 为开关频率。
  • VOUT 是升压模式下的 VHIGH 电压或降压模式下的 VLOW 电压。
  • VIN 是降压模式下的 VHIGH 电压或升压模式下的 VLOW 电压。

因此,可以通过方程式 7 来计算电感器的峰值电流 ILpeak

方程式 7. I L p e a k = I D C + I P P 2

将 TPS61289 的电流限值设置为高于峰值电流 ILpeak。然后选择饱和电流高于设定电流限值的电感器。

降压或升压转换器效率取决于电流路径的电阻、与开关 MOSFET 相关的开关损耗和电感器的磁芯损耗。TPS61289 优化了内部低侧开关电阻。但是,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) 和内芯损耗的影响很大。磁芯损耗与磁芯材料有关,不同的电感器具有不同的磁芯损耗。对于某个电感器,较大的电流纹波会产生更高的 DCR 和 ESR 导通损耗和更高的磁芯损耗。通常,电感器的数据表不提供 ESR 和磁芯损耗信息。如果需要,请咨询电感器供应商以获取详细信息。一般而言,TI 建议使用具有较低 DCR 和 ESR 的电感器。但是,需要在电感器的电感、DCR 和 ESR 电阻以及占位面积之间进行权衡。此外,屏蔽电感器的 DCR 通常高于非屏蔽电感器。表 7-2 列出了为 TPS61289 推荐的电感器。根据前面的计算和基准评估,验证推荐的电感器是否可以支持用户目标应用。

表 7-2 建议的电感器
器件型号 L (µH) DCR MAX (mΩ) 饱和电流 (A) 尺寸(长 × 宽 × 高 mm) 厂商
XGL1060-332ME 3.3 5.7 26.0 10.0 x 11.3 x 6.0 Coilcraft
XAL1060-222ME 2.2 4.95 32.0 10.0 x 11.3 x 6.0 Coilcraft
CMLE105T-2R2MS-99 2.2 4.5 26.0 10.3 x 11.5 x 4.8 Cyntec