ZHCAFW0 October 2025 TPS61299
TPS61299 与 TPS61022 的预充电方法不同。当输出电压低于输入电压时,TPS61299 采用一种称为“降压模式”的开关充电方法为输出充电。电流控制需要产生一个高于输入的电压,以便实现伏秒平衡。
TPS61299 是 PMOS 降压模式的典型示例。与 TPS61022 等预充电器件类似,TPS61299 将源极切换到 SW 引脚,以阻断前面提到的浪涌电流。图 2-11 展示了 TPS61299 的降压模式行为。
与升压模式开关过程类似,一个降压模式开关周期分为低侧相位和高侧相位。在低侧相位期间,低侧开关导通,电感电流以斜率 VIN/L 上升。接着在高侧相位期间,低侧开关关断,而高侧开关将栅极连接到输入。如 图 2-12所示,电感电流为栅极电容充电,并升高 SW 引脚的电压。
随着 Vgs 上升,高侧进入饱和区域,并使用 Id 为输出电容器充电。电流 Ig 继续对 Cg 充电并升高 Vsw,直到 Id 与 IL 匹配。此时,方程式 17 给出了 SW 引脚上的电压。
当该 SW 电压高于 Vin 时,可以实现伏秒平衡,并且可以通过与升压模式相同的方式来控制器件。图 2-13 显示了 TPS61299 启动波形。
此外,对于使用 NMOS 作为高侧开关的高电流器件,无法进行预充电。对于 NMOS 上部开关,栅极电压必须超过输入电压才能使接口反相。如果不进行开关操作,自举电容器便无法充电,栅极电压也就无法提供。
然而,与预充电器件相比,降压模式器件的效率较差。降压模式的功率损耗由 方程式 18 给出,预充电的功率损耗由 方程式 19 给出。显然,由于高侧 MOSFET 上的电压较高,降压模式器件比预充电器件损耗更大。