Texas Instruments TPS51386同步降壓式轉(zhuǎn)換器是具有自適應(yīng)導(dǎo)通時(shí)間D-CAP3控制模式的單片同步降壓式轉(zhuǎn)換器。該器件具有4.5V至24V輸入電壓范圍、0.6V至5.5V輸出電壓范圍、8A連續(xù)電流 (I ~~OUT~~ ) 和84μA低靜態(tài)電流。TPS51386集成了低R~~DS(on)~~ 功率MOSFET，不僅效率高，而且使用方便，外部元件數(shù)量最少，適用于空間有限的電源系統(tǒng)。該同步降壓轉(zhuǎn)換器具有精確的基準(zhǔn)電壓、快速負(fù)載瞬態(tài)響應(yīng)、用于提高輕負(fù)載效率的自動跳躍模式運(yùn)行、開關(guān)頻率大于25kHz的Out-of-Audio?（OOA）輕負(fù)載運(yùn)行操作。

數(shù)據(jù)手冊：*附件：Texas Instruments TPS51386同步降壓式轉(zhuǎn)換器數(shù)據(jù)手冊.pdf

TPS51386轉(zhuǎn)換器提供全面保護(hù)，如過壓保護(hù)（OVP）、欠壓保護(hù)（UVP）、過流保護(hù)（OCP）、過熱保護(hù)（OTP）和欠壓鎖定保護(hù)（UVLO）。典型應(yīng)用包括筆記本電腦、個(gè)人電腦、計(jì)算機(jī)、超級本、平板電腦、電視、STB、負(fù)載點(diǎn)（POL）和分布式電源系統(tǒng)。

特性

4.5 V 到 24 V 的輸入電壓范圍
輸出電壓范圍：0.6 V至5.5 V
集成22 mΩ和11 mΩ MOSFET
支持8A連續(xù)電流 (I ~~OUT~~ )
D-CAP3?控制模式，用于快速瞬態(tài)響應(yīng)
低靜態(tài)電流：84 μA
25°C時(shí)基準(zhǔn)電壓（0.6V）精度為±1%
在–40°C至125°C溫度范圍內(nèi)基準(zhǔn)電壓（0.6V）精度為±1.5%
開關(guān)頻率：600kHz
支持POSCAP和所有MLCC輸出電容器
具有在輕負(fù)載條件下可選的PSM和Out-of-Audio?（OOA）模式，支持動態(tài)更改
可調(diào)節(jié)軟啟動和內(nèi)部1ms軟啟動
支持大負(fù)荷運(yùn)行
電源正常狀態(tài)指示器，可監(jiān)測輸出電壓
鎖存輸出OV和UV保護(hù)
非鎖存UVLO和OT保護(hù)
逐周期過流保護(hù)
內(nèi)置輸出放電功能
小型2 mm × 3 mm HotRod? QFN封裝

方框圖

典型應(yīng)用電路

TPS51386同步降壓轉(zhuǎn)換器技術(shù)解析與應(yīng)用指南

一、核心特性

?超低靜態(tài)電流?：典型值僅84μA
?雙工作模式?：支持Power Save Mode(PSM)和Out-of-Audio?(OOA)模式
?高精度參考電壓?：0.6V±1%(25°C時(shí))
?固定開關(guān)頻率?：600kHz
?全面保護(hù)功能?：鎖存式OVP/UVP保護(hù)、非鎖存UVLO/OTP保護(hù)
?內(nèi)置輸出放電?：160Ω放電電阻

二、關(guān)鍵參數(shù)詳解

1. 電氣特性

?輸入電壓范圍?：4.5V-24V(絕對最大值28V)
?輸出電壓范圍?：0.6V-5.5V
?輸出電流能力?：8A連續(xù)電流
?導(dǎo)通電阻?：
- 高邊MOSFET：22mΩ(典型值@25°C)
- 低邊MOSFET：11mΩ(典型值@25°C)
?UVLO閾值?：4.2V(上升)/3.65V(下降)

2. 開關(guān)特性

?開關(guān)頻率?：600kHz(固定)
?最小導(dǎo)通時(shí)間?：65ns(典型值)
?最小關(guān)斷時(shí)間?：190ns(典型值)
?傳播延遲?：33ns(典型值)

3. 保護(hù)特性

? 過流保護(hù)(OCP) ?：9.5A-12.5A谷值電流限制
? 過壓保護(hù)(OVP) ?：120%VOUT閾值(鎖存)
? 欠壓保護(hù)(UVP) ?：60%VOUT閾值(鎖存)
? 熱關(guān)斷(OTP) ?：165°C觸發(fā)(20°C遲滯)

三、功能模式解析

1. D-CAP3控制模式

TPS51386采用自適應(yīng)導(dǎo)通時(shí)間PWM控制器，具有以下優(yōu)勢：

無需外部補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò)
支持超低ESR陶瓷電容
快速瞬態(tài)響應(yīng)(典型值33ns傳播延遲)
良好的線性和負(fù)載調(diào)整率

2. 工作模式選擇

通過MODE引腳配置兩種工作模式：

? PSM模式(MODE=低/懸空) ?：

輕載時(shí)自動進(jìn)入跳頻模式
最高效率達(dá)95%(VIN=12V時(shí))
適用于電池供電設(shè)備

? OOA模式(MODE=高) ?：

最小開關(guān)頻率>25kHz
避免可聞噪聲
適合音頻應(yīng)用場景

四、典型應(yīng)用設(shè)計(jì)

1. 筆記本電源設(shè)計(jì)示例

?設(shè)計(jì)要求?：

輸入電壓：19.5V(適配器)
輸出電壓：5.1V
輸出電流：8A

?關(guān)鍵元件選型?：

?電感?：1.5μH(飽和電流>15A)
?輸出電容?：2×22μF MLCC(X5R/X7R)
?反饋電阻?：Rupper=147kΩ，Rlower=20kΩ
?自舉電容?：0.1μF/10V

2. 熱設(shè)計(jì)考慮

器件采用HotRod? QFN封裝，熱參數(shù)：

結(jié)到環(huán)境熱阻θJA：72.7°C/W(四層板)
最大結(jié)溫：150°C
功率耗散計(jì)算：PD = (VIN-VOUT)×IOUT×效率

對于19.5V轉(zhuǎn)5.1V/8A應(yīng)用(效率90%)：
PD = (19.5-5.1)×8×0.1 = 11.52W
建議使用散熱過孔陣列和強(qiáng)制風(fēng)冷

五、PCB布局指南

?電源路徑布局?：
- VIN和PGND走線寬度≥1mm
- 輸入電容盡量靠近VIN引腳
- SW節(jié)點(diǎn)面積最小化
?信號路徑布局?：
- FB走線遠(yuǎn)離SW節(jié)點(diǎn)
- AGND單點(diǎn)連接至PGND
- MODE/SS走線避免平行布置
?熱優(yōu)化布局?：
- 在PGND焊盤下方放置多個(gè)過孔
- 內(nèi)層設(shè)置完整地平面
- 頂層保留足夠銅箔面積

六、應(yīng)用場景

?移動計(jì)算設(shè)備?：
- 筆記本/超極本主板電源
- 平板電腦POL電源
?消費(fèi)電子?：
- 智能電視/機(jī)頂盒
- 游戲機(jī)電源模塊
?工業(yè)應(yīng)用?：
- 分布式電源系統(tǒng)
- 工控設(shè)備輔助電源

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