ZHCSY00C March   2025  – November 2025 TPS7H4102-SEP , TPS7H4104-SEP

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. 参数测量信息
  9. 详细说明
    1. 8.1 概述
    2. 8.2 功能方框图
    3. 8.3 特性说明
      1. 8.3.1 VIN 和功率 VIN 引脚(VIN 和 PVIN)
      2. 8.3.2 电压基准
      3. 8.3.3 设置 VOUTx
        1. 8.3.3.1 带误差的 VOUTx
        2. 8.3.3.2 最小输出电压
        3. 8.3.3.3 最大输出电压
      4. 8.3.4 使能与 EN_SEQ
        1. 8.3.4.1 ENx 与外部 UVLO
        2. 8.3.4.2 序列上升/下降 (EN_SEQ)
      5. 8.3.5 电源正常 (PWRGDx)
      6. 8.3.6 可调开关频率、同步 (SYNC) 与相对相移
        1. 8.3.6.1 内部时钟模式
        2. 8.3.6.2 外部时钟模式与切换
        3. 8.3.6.3 相对相移
      7. 8.3.7 导通行为
        1. 8.3.7.1 启动期间的脉冲跳跃
        2. 8.3.7.2 软启动 (SS_TRx)
        3. 8.3.7.3 安全启动至预偏置输出
        4. 8.3.7.4 跟踪和时序控制 (SS_TRx)
      8. 8.3.8 保护模式
        1. 8.3.8.1 过流保护
          1. 8.3.8.1.1 高侧逐周期过流保护 (IOC_HSx)
          2. 8.3.8.1.2 低侧拉电流过流保护 (IOC_LS_SOURCINGx)
          3. 8.3.8.1.3 COMPx 钳位关断(COMPxCLAMP)
          4. 8.3.8.1.4 低侧过流拉电流与灌电流保护
        2. 8.3.8.2 输出过压保护 (OVP)
        3. 8.3.8.3 热关断
      9. 8.3.9 误差放大器和环路响应
        1. 8.3.9.1 误差放大器
        2. 8.3.9.2 功率级跨导
        3. 8.3.9.3 斜率补偿
        4. 8.3.9.4 频率补偿
    4. 8.4 器件功能模式
  10. 应用和实施
    1. 9.1 应用信息
    2. 9.2 典型应用
      1. 9.2.1 设计要求
      2. 9.2.2 详细设计过程
        1. 9.2.2.1 运行频率
        2. 9.2.2.2 输出电感器选型
        3. 9.2.2.3 输出电容器选型
        4. 9.2.2.4 输入电容器选型
        5. 9.2.2.5 软启动电容器选型
        6. 9.2.2.6 欠压锁定 (UVLO) 设定点
        7. 9.2.2.7 输出电压反馈电阻器选择
        8. 9.2.2.8 斜率补偿要求
        9. 9.2.2.9 补偿元件选择
      3. 9.2.3 应用曲线
    3. 9.3 并行运行
      1. 9.3.1 输入和输出电容降低
        1. 9.3.1.1 输出电容减小
        2. 9.3.1.2 输入电容减小
    4. 9.4 未使用通道的端接指南
    5. 9.5 电源相关建议
    6. 9.6 布局
      1. 9.6.1 布局指南
      2. 9.6.2 布局示例
  11. 10器件和文档支持
    1. 10.1 文档支持
      1. 10.1.1 相关文档
    2. 10.2 接收文档更新通知
    3. 10.3 支持资源
    4. 10.4 商标
    5. 10.5 静电放电警告
    6. 10.6 术语表
  12. 11修订历史记录
  13. 12机械、封装和可订购信息

补偿元件选择

节 8.3.9 中介绍了 TPS7H410x 的控制环路。用于补偿此器件的元件选择如下所示。还可接受其他用于补偿峰值电流模式控制降压稳压器的业界通用方法。

TPS7H4104-SEP TPS7H4102-SEP 具有简化环路的 II 型补偿图 9-2 具有简化环路的 II 型补偿
  1. 确定所需(或目标)交叉频率 fCOx_TARGET。一种不错的初始设置方法是将交叉频率设定在开关频率的 10% (1/10) 到 20% (1/5) 之间。这通常会提供良好的瞬态响应并确保调制器极点不会降低相位裕度。在本设计中,25kHz 是所选的目标交叉频率。

  2. 使用方程式 40 确定补偿误差放大器所需的增益:

    方程式 40. A V Mx = 2 π × f C Ox _ TARGET × C O U Tx gm P S x

    其中,gmPSx 为功率级跨导。(25℃ 时,典型值为 8.35S)

  3. 可通过 方程式 41,确定 RSx

    方程式 41. R S x = A V M gm E Ax × V O U Tx V R E Fx

    其中,gmEAx 是误差放大器的跨导(25℃ 时,典型值为 1672μS),VREF 是基准电压(为 0.597.5V,如 方程式 21 所示)。

  4. 计算功率级主导极点(根据 方程式 42 确定):

    方程式 42. f P _ P Sx = I O U Tx 2 π × C O U Tx × V O U Tx
  5. 通过选择 CSx,在主导极点放置一个补偿零点(根据方程式 43 确定):

    方程式 43. C Sx = 1 2 π × f P _ P Sx × R Sx
  6. 根据方程式 44 计算输出电容器组的 ESR 零点:
    方程式 44. f Z _ E S Rx = 1 2 π × E S Rx × C O U Tx
  7. CPx 用于抵消输出电容器 COUT 的等效串联电阻 (ESR) 的零点。它可以使用方程式 45 计算得出:

    方程式 45. C P x = 1 R Sx × 2 π × f Z _ E S Rx

    注意,如果 ESR 零点高于开关频率的一半,则使用一半的开关频率,而非方程式 45 中的 ESR 零点。

表 9-10 补偿元件计算
VOUTx (V) AVMx (V/V) RSx (kΩ) fP_PSx(kHz) CSX (nF) fZ_ESRx (kHz) CSx (pF)
0.8 8.84 7.08 1.27 17.7 48.37 464.67
1.2 10.62 0.85 309.78
1.5 13.28 0.68 247.83
1.8 15.93 0.56 206.52
表 9-11 所选补偿元件
VOUTx (V) RSx (kΩ) CSx(nF) CPx (pF)
0.8 6.98 18 470
1.2 10.5 330
1.5 13.3 220
1.8 16.2 220

请注意,在设计中,使用这些公式选择的元件通常仅为初始值。可以在实验室测试后进行优化,以进一步改善频率响应并实现确保与所需交叉频率更接近。