TPS543820EVM SWIFT™ 降压转换器评估模块用户指南

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1 TPS543820EVM 8A SWIFT™ 稳压器评估模块

本用户指南介绍了 TPS543820EVM 评估模块 (BSR101) 和 TPS543820 直流/直流转换器，还包含 TPS543820EVM 的性能特征、原理图和物料清单。

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1 引言

1.1 背景

TPS543820 直流/直流转换器是一款同步降压转换器，可提供高达 8A 的输出电流。输入电压 (VIN) 的额定值为 4 V 至 18 V。表 1-1 中给出了评估模块的额定输入电压和输出电流范围。

TPS543820 封装内部采用了高侧和低侧 MOSFET 以及栅极驱动电路。MOSFET 的低漏源导通电阻有助于 TPS543820 实现高效率，并在额定输出电流的情况下帮助保持低结温。固定频率高级电流模式控制允许您将稳压器与外部时钟源同步。外部分压器能实现可调节的输出电压。TPS543820 FSEL 和 MODE 引脚提供可选开关频率、软启动时间、电流限制和内部补偿功能。最后，TPS543820 包括一个使能引脚和一个电源正常输出，可用于对多个稳压器进行时序控制。

该评估模块包括 TPS543820 的两种设计。第一种设计旨在演示使用 TPS543820 稳压器进行设计时，可实现减小印刷电路板面积。小面积设计适合 100mm² 以内。第二种设计旨在演示使用 TPS543820 稳压器进行设计时，可提升效率。第二种设计还包括可用于简单评估 TPS543820 功能的跳线。

表 1-1 输入电压和输出电流汇总

EVM	输入电压范围	输出电流范围
TPS543820EVM	V_IN = 4 V 至 18 V	0A 至 8A

1.2 准备工作

为确保使用 TPS543820EVM 的人或在其附近工作的任何人的安全，请注意以下警告和注意事项。请遵循所有安全防护措施。

警告

TPS543820EVM 在运行期间可能会因某些运行条件下的电源散热而变烫。切勿接触电路板。请遵守适用于相关实验室的所有安全规程。

警告：

电路模块的板底上有信号迹线、元件和元件引线。这可能会导致电压、高温表面或尖锐的边缘暴露在外面。操作过程中请勿触摸电路板的底部。

警告：

某些电源会因施加外部电压而损坏。如果使用 1 个以上的电源，请检查您的设备要求并根据需要使用阻断二极管或其他隔离技术，以防止设备损坏。

1.3 性能特性汇总

表 1-2 和表 1-3 中提供了 TPS543820EVM 性能特性的汇总。TPS543820EVM 在 V_IN = 4V 至 18V 的条件下进行设计和测试。除非另有说明，否则这些特性是在 V_IN = 12V 且输出电压为 1.0V 的条件下得出的。除非另有说明，否则所有测量的环境温度均为室温（20℃ 至 25℃）。

表 1-2 TPS543820EVM 小尺寸 (U1) 性能特点总结

规格	测试条件		最小值	典型值	最大值	单位
V_IN 电压范围			4	12	13.2^⁽¹⁾	V
输入电流	V_IN = 12V，I_O = 0 A			14		mA
输入电流	V_IN = 5V、I_O = 8A			1.90		A)
V_IN 启动电压	由内部 UVLO 设置			3.95		V
V_IN 停止电压	由内部 UVLO 设置			3.8		V
输出电压设定点				1.005		V
输出电流范围	V_IN = 4V 至 13.2V		0		8	A
线性和负载调整率	V_IN = 4V 至 13.2V，I_O = 0A 至 8A			+0.1%、-0.3%
负载瞬态响应	I_O = 1.5A 至 4.5A	电压变化		–25		mV
	I_O = 1.5A 至 4.5A	恢复时间在 ±0.5% 以内		70		µs
	I_O = 4.5A 至 1.5A	电压变化		25		mV
	I_O = 4.5A 至 1.5A	恢复时间在 ±0.5% 以内		70		µs
环路带宽	R_O = 0.2Ω			201		kHz
相位裕度	R_O = 0.2Ω			50		度
输入纹波电压	I_O = 6A			70		mVPP
输出纹波电压	I_O = 6A			9		mVPP
输出上升时间	通过 Mode 引脚电阻器设置			1		ms
电流限值	通过 Mode 引脚电阻器设置			高
开关频率 (f_SW)	通过 FSEL 引脚电阻器设置			1500		kHz
峰值效率	V_IN = 5V、I_O = 2.5A			91.2%
峰值效率	V_IN = 12V、I_O = 3.5A			87.0%
IC 外壳温度	V_IN = 12V，I_O = 8A，浸泡 15 分钟			58.8		℃

(1) 最大 V_IN 受最小导通时间限制并且没有 BOOT 电阻器

表 1-3 TPS543820EVM 高效 (U2) 性能特点总结

规格	测试条件		最小值	典型值	最大值	单位
V_IN 电压范围			4	12	18	V
输入电流	V_IN = 12V，I_O = 0 A			11		mA
输入电流	V_IN = 5V、I_O = 8A			1.90		A)
V_IN 启动电压	通过 EN 引脚电阻分压器设置			4.53		V
V_IN 停止电压	通过 EN 引脚电阻分压器设置			3.98		V
输出电压设定点	J14 短引脚 1 和 2			1.003		V
输出电流范围	V_IN = 4 V 至 18 V		0		8	A
线性和负载调整率	V_IN = 4V 至 18V、I_O = 0A 至 8A			±0.1%
负载瞬态响应	I_O = 1.5A 至 4.5A	电压变化		–28		mV
	I_O = 1.5A 至 4.5A	恢复时间在 ±0.5% 以内		60		µs
	I_O = 4.5A 至 1.5A	电压变化		25		mV
	I_O = 4.5A 至 1.5A	恢复时间在 ±0.5% 以内		60		µs
环路带宽	R_O = 0.2Ω，J18 短引脚 3 和 4			140		kHz
相位裕度	R_O = 0.2Ω，J18 短引脚 3 和 4			56		度
输入纹波电压	I_O = 6A			90		mVPP
输出纹波电压	I_O = 6A			6		mVPP
输出上升时间	通过 MODE 引脚电阻器设置，所有默认 J18 选项			1		ms
电流限值	通过 MODE 引脚电阻器设置，J18 短接引脚 1 和 2、3 和 4 或 5 和 6			高
开关频率 (f_SW)	通过 FSEL 引脚电阻器设置，J17 短引脚 3 和 4			1000		kHz
峰值效率	V_IN = 5V、I_O = 2A			92.4%
峰值效率	V_IN = 12V、I_O = 3A			89.3%
IC 外壳温度	V_IN = 12V，I_O = 8A，浸泡 15 分钟			53.6		℃