ZHCSSS3A March   2025  – September 2025 TPS7H5020-SEP , TPS7H5020-SP

PRODMIX  

  1.   1
  2. 特性
  3. 应用
  4. 说明
  5. 器件比较表
  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 质量合格检验
    7. 6.7 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  输入电压 (VIN) 和 VLDO
      2. 7.3.2  驱动器输入电压 (PVIN)
      3. 7.3.3  启动
      4. 7.3.4  使能和欠压锁定 (UVLO)
      5. 7.3.5  电压基准
      6. 7.3.6  误差放大器
      7. 7.3.7  输出电压编程
      8. 7.3.8  软启动 (SS)
      9. 7.3.9  开关频率和外部同步
        1. 7.3.9.1 内部振荡器模式
        2. 7.3.9.2 外部同步模式
          1. 7.3.9.2.1 TPS7H5021 的外部同步
      10. 7.3.10 占空比限制
      11. 7.3.11 最小导通时间和关断时间
      12. 7.3.12 脉冲跳跃
      13. 7.3.13 前沿消隐时间
      14. 7.3.14 电流传感和 PWM 生成 (CS_ILIM)
      15. 7.3.15 栅极驱动器输出
      16. 7.3.16 未上电的电压钳位
      17. 7.3.17 拉电流驱动器回路 (OUTH_REF)
      18. 7.3.18 斜率补偿 (RSC)
      19. 7.3.19 频率补偿
      20. 7.3.20 热关断
    4. 7.4 器件功能模式
  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  输出电压编程电阻器选型
        3. 8.2.2.3  驱动器 PVIN 配置
        4. 8.2.2.4  软启动电容器选型
        5. 8.2.2.5  变压器设计
        6. 8.2.2.6  初级电源开关选型
        7. 8.2.2.7  输出二极管选型
        8. 8.2.2.8  RCD 钳位
        9. 8.2.2.9  输出电容选型
        10. 8.2.2.10 电流感应电阻器
        11. 8.2.2.11 频率补偿元件选型
      3. 8.2.3 应用曲线
      4. 8.2.4 升压转换器
      5. 8.2.5 通过 ISOS510 实现反馈隔离
    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 文档支持
      1. 9.1.1 相关文档
    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修订历史记录
  12. 11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

最小导通时间和关断时间

TPS7H502x 输出的最短导通时间约为 135ns(典型值)。最短导通时间是指输出保持导通状态的最短时间。因此,最短导通时间会限制电源转换器设计的输入至输出转换比。为了克服最短导通时间限制,需要仔细选择转换器开关频率和变压器匝数比(如果适用)。对于处于连续导通模式的单开关正激式、反激式和升压转换器,可使用以下公式来检查主电源开关的导通时间是否足以满足所需设计的要求。

对于正激式转换器:

方程式 11. ton_min<VOUT+VDVIN×NSP×fSW

其中:

  • ton_min 是控制器的最短导通时间
  • VOUT 是转换器所需的输出电压
  • VIN 是转换器的输入电压
  • VD 是整流器二极管的正向电压
  • NPS 为变压器的初级与次级匝数比
  • NSP 是变压器的次级与初级匝数比(NPS 的倒数)
  • fSW 是转换器所需的开关频率

对于反激式转换器:

方程式 12. ton_min<VOUT+VD×NPSVIN+VOUT+VD×NPS×fSW

对于升压转换器:

方程式 13. ton_min<VOUT+VD-VINVOUT+VD×fSW

同样,最短关断时间也会限制转换器的运行。最短关断时间是指输出在再次导通之前必须保持关断的最短时间。如果输出在开关周期内由于 PWM 正常运行而关断,则输出保持关断状态至少 40ns(典型值)。在大多数应用中,转换器在稳态期间的占空比远低于 100%,并允许输出的关断时间远远超过此持续时间。对于 TPS7H5021,控制器的最短关断时间不是问题,其中占空比限制为标称最大值的 50%。

在某些情况下,在电源转换器设计中使用 TPS7H5020 时必须考虑最短关断时间。具体而言,此类情况发生在占空比接近 100% 并且关断发生在下一个开关周期即将开始时。在这些应用中,由转换器反馈环路决定的预期关断时间小于控制器的最短关断时间。因此,控制器的最短关断时间会延迟下一开关周期中的输出导通。虽然必须在所有工作频率下都考虑到这一点,但该影响在较高的频率下更加明显,其中最短关断时间占开关周期的比例更高。例如,在 1MHz 开关频率下,如果占空比超过 96%(标称值),下一个周期的导通将延迟。为了在稳态条件下保持转换器的预期工作状态,用户可以对转换器设计施加最大占空比,如 方程式 14 所示。

方程式 14. DMAX<1-toff_min×fSW

其中:

  • DMAX 是建议的最大转换器占空比,可避免在下一个周期中出现延迟导通
  • toff_min 是控制器的最短关断时间
  • fSW 是转换器的开关频率