ZHCSYW3A September   2025  – September 2025 TPS61382-Q1

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 建议运行条件
    4. 5.4 热性能信息
    5. 5.5 电气特性
    6. 5.6 I2C 时序特性
    7. 5.7 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 VCC 电源和 UVLO 逻辑
      2. 6.3.2 启用或关断
      3. 6.3.3 STATUS 引脚
        1. 6.3.3.1 状态指示器 IO(STATUS 引脚)
        2. 6.3.3.2 配置为外部 PMOS 驱动器
      4. 6.3.4 热关断
    4. 6.4 器件功能模式
      1. 6.4.1 充电器模式说明
        1. 6.4.1.1 充电器启用
        2. 6.4.1.2 LDO 充电器和降压充电器说明
          1. 6.4.1.2.1 降压充电器
          2. 6.4.1.2.2 LDO 充电器
        3. 6.4.1.3 镍氢电池充电曲线
        4. 6.4.1.4 锂电池充电曲线
        5. 6.4.1.5 超级电容器充电曲线
        6. 6.4.1.6 电池冷热温度(TS 引脚)
        7. 6.4.1.7 充电器保护和故障状态指示
      2. 6.4.2 升压模式说明
        1. 6.4.2.1 启用和启动
          1. 6.4.2.1.1 自动切换到升压模式
          2. 6.4.2.1.2 手动切换到升压模式
        2. 6.4.2.2 向下计数模式
        3. 6.4.2.3 输出接地短路保护
        4. 6.4.2.4 升压控制环路
        5. 6.4.2.5 电流限值运行
        6. 6.4.2.6 轻负载状态下的功能模式
          1. 6.4.2.6.1 自动 PFM 模式
          2. 6.4.2.6.2 强制 PWM 模式
        7. 6.4.2.7 占空比限制
        8. 6.4.2.8 BUB 电压环路
        9. 6.4.2.9 展频
      3. 6.4.3 电池运行状态 (SOH) 检测模式说明
        1. 6.4.3.1 SOH 模式运行
        2. 6.4.3.2 AVI 引脚中的多信号输出
        3. 6.4.3.3 计算备用电池的阻抗
    5. 6.5 I2C 串行接口
      1. 6.5.1 数据有效性
      2. 6.5.2 启动条件和停止条件
      3. 6.5.3 字节格式
      4. 6.5.4 确认 (ACK) 和否定确认 (NACK)
      5. 6.5.5 目标地址和数据方向位
      6. 6.5.6 单独读取和写入
      7. 6.5.7 多重读取和多重写入
  8. 寄存器映射
    1. 7.1  寄存器 00H:CHIP_ID
    2. 7.2  寄存器 01H:BOOST_SET1
    3. 7.3  寄存器 02H:BOOST_SET2
    4. 7.4  寄存器 03H:BOOST_SET3
    5. 7.5  寄存器 04H:CHGR_SET1
    6. 7.6  寄存器 05H:CHGR_SET2
    7. 7.7  寄存器 06H:CHGR_SET3
    8. 7.8  寄存器 07H:CHGR_SET4
    9. 7.9  寄存器 08H:CHGR_STATUS
    10. 7.10 寄存器 09H:SOH_SET1
    11. 7.11 寄存器 0AH:SOH_SET2
    12. 7.12 寄存器 0BH:CONTROL_STATUS
    13. 7.13 寄存器 0CH:FAULT_CONDITION
    14. 7.14 寄存器 0DH:STATUS_PIN_SET
    15. 7.15 寄存器 0EH:SW_RST
  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 选择外部 MOSFET
        2. 8.2.2.2 电感器选型
        3. 8.2.2.3 备用电池侧的电容
        4. 8.2.2.4 选择输出电容器
        5. 8.2.2.5 环路稳定性与补偿设计
          1. 8.2.2.5.1 微小信号分析
          2. 8.2.2.5.2 环路补偿设计
      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 文档支持
      1. 9.2.1 相关文档
    3. 9.3 接收文档更新通知
    4. 9.4 支持资源
    5. 9.5 商标
    6. 9.6 静电放电警告
    7. 9.7 术语表
  11. 10修订历史记录
  12. 11机械、封装和可订购信息
环路补偿设计

根据前面对小型信号模型的分析,使用给定的电感器和输出电容器参数计算补偿网络参数。本节提供了一个环路补偿计算示例。

  1. 设置交叉频率 ƒC

    第一步是设置环路交叉频率 ƒC。交叉频率越高,环路的响应速度就越快。通常,环路增益交叉点不高于开关频率 ƒSW 的 1/10 或 RHPZ 频率 ƒzRHP 的 1/5(以较低者为准)。

  2. 设置补偿电阻 RCOMP

    对于补偿良好的升压系统,fC 由 RCOMP 决定。对于设计合理的升压系统,ƒzCOMP 放置在 ƒC 以下,以确保相位裕度。对于常见的 RCOMP 范围,RCOMP 远小于放大器输出电阻 REA,使得 RCOMP | | REA ~ = RCOMP。因此,在下面的公式中,初始增益 RCOMP × GCOMP × KFB 由 RCOMP 决定。因此使用如下公式计算 fc:闭环总增益 T(s) = KPS(s) + HCOMP(s) 在 ƒC 处为零。

    方程式 22. HCOMP=20lgGCOMP×RCOMP×RdownRup+Rdown=-KPSfc

    其中

    • KPS 是功率级增益
    • GEA 是放大器的跨导,GEA 的典型值 = 24µS
  3. 设置补偿零点电容器 CCOMP

    补偿零点置于功率级极点 fpPS 处,以补偿 fpPS 附近的相位下降。设置 ƒZ = ƒP,CCOMP 的计算公式为:

    方程式 23. C C O M P = R o u t × C o u t 2 R C O M P
  4. 设置补偿极点电容器 CHF

    补偿极点的设置位置应该消除 RESR 和 Cout 产生的 ESR 零点。设置 ƒpCOMP2 = ƒzESR 并获取:

    方程式 24. C H F = R E S R × C o u t R C O M P
  5. 检查相位裕度与增益裕度

    计算得出的补偿参数并非总能确保稳定性。尤其是在 Cout 的 ESR 较大时,会将 fzESR 引入带宽之中。TI 提供了 Excel 计算工具,该工具可在选择所有补偿参数后生成波德图。因此,需要在步骤 1-4 后查看波德图,以了解稳定性。TI 建议相位裕度大于 60 度,益裕度大于 10db。如果裕度不满足要求,请降低所需 fc 并在步骤 1-4 中重新计算补偿值。

    TPS61382-Q1 评估环路稳定性图 8-4 评估环路稳定性