Texas Instruments TPS61376 4.5A升壓轉換器是一款高壓非同步升壓轉換器，具有輸入平均電流限制和真正負載斷開功能。輸入平均電流限制閾值可通過ILIM引腳在0.1A至3.0A范圍內編程設定。器件禁用時，VP和SW引腳之間的隔離FET將完全切斷輸入和輸出之間的路徑。TPS61376具有2.9V至23V寬輸入電壓范圍和高達25V輸出電壓范圍。

數據手冊：*附件：Texas Instruments TPS61376 4.5A升壓轉換器數據手冊.pdf

TPS61376設有峰值電流模式，采用自適應關斷時間控制拓撲。在中等負載到重負載條件下，該器件可在PWM模式下工作。在輕負載條件下，該器件進入PFM模式，從而在整個負載電流范圍內保持高效率。TPS61376還集成有多種強大的保護特性， 其中包括過壓保護、逐周期過流保護和熱關斷。Texas Instruments TPS61376具有非常小的解決方案尺寸，采用2.5mm × 2.0mm HotRod簡易版VQFN?封裝。

特性

• 寬輸入電壓和輸出電壓范圍
  • 輸入電壓范圍：2.9V至23V
  • 輸出電壓范圍：4.5V至25V
• 峰值電感電流限制高達4.5A
• 可編程輸入平均電流限制范圍：0.1A至3A
• 開關頻率
  • TPS61376: 1.2MHz
  • TPS613761: 650KHz
• 集成兩個MOSFET
  • ISO FET (40mΩ)
  • 低側FET (50mΩ)
• 運行安全可靠
  • 輸出過壓保護
  • 逐周期過流保護
  • EN關斷期間輸入和輸出之間真正斷開
  • 熱關斷
• 精密EN/UVLO閾值
• 外部環路補償
• 2.5mm × 2.0mm HotRod?簡易版VQFN封裝

功能框圖

TPS61376 高壓升壓轉換器技術解析與應用指南

一、產品概述

TPS61376是德州儀器(TI)推出的高性能非同步升壓轉換器，具有以下突出特性：

• ?寬輸入電壓范圍?：2.9V至23V，支持多種電源輸入場景
• ?高輸出能力?：輸出電壓可達25V，峰值電感電流限制達4.5A
• ?精確電流限制?：可編程輸入平均電流限制(0.1A至3A)，精度±2.5%
• ?先進封裝?：采用2.5mm×2.0mm HotRod? Lite VQFN超小封裝

?關鍵技術創新?：

1. 集成40mΩ ISO FET和50mΩ低邊MOSFET
2. 真負載斷開功能，在EN關閉時完全切斷輸入輸出路徑
3. 自適應關閉時間控制的峰值電流模式拓撲
4. 支持PWM/PFM自動模式切換，全負載范圍內保持高效率

二、核心特性參數

2.1 電氣規格

2.2 保護特性

• ?輸出過壓保護?：27.5V閾值(典型值)
• ?逐周期過流保護?：響應時間<100ns
• ?熱關斷保護?：150°C觸發，130°C恢復
• ?短路保護?：自動進入降壓模式限制電流

三、典型應用設計

3.1 引腳配置與功能

?關鍵引腳說明?：

1. ? VIN(引腳1) ?：電源輸入，需就近布置10μF以上去耦電容
2. ? EN/UVLO(引腳2) ?：使能及可編程UVLO輸入，支持電阻分壓設置啟動電壓
3. ? ILIM(引腳10) ?：通過電阻設置輸入平均電流限制，計算公式：
   • ISEL=高電平：ILIM=43.2kΩ/R
   • ISEL=低電平：ILIM=10.8kΩ/R

3.2 外圍元件選型

1. ?電感選擇?：
   • 推薦值：2.2μH至10μH
   • 飽和電流需大于計算峰值電流(公式：ILpeak=IDC+IPP/2)
   • 典型選項：Coilcraft XGL5050系列(4.7μH/13.9mΩ)
2. ?輸出電容?：
   • 最小容量計算：COUT=IOUT×(VOUT-VIN)/(fSW×ΔV×VOUT)
   • 建議使用低ESR陶瓷電容，電壓降額考慮≥50%
3. ?補償網絡設計?：
   • RC=2π×VOUT×CO×fC/[(1-D)×VREF×GEA×KCOMP]
   • CC=(RO×CO)/2RC
   • CP=(RESR×CO)/RC (若<10pF可省略)

四、應用方案實例

4.1 12V/0.5A輸出設計

?參數配置?：

• 輸入：3.3V-8.4V
• 輸出：12V±1%
• 電流限制：3A(RLIM=14.3kΩ)
• 效率曲線：5V輸入時效率>90%(負載>100mA)

?布局要點?：

1. 功率回路最小化(SW-VP-D1-COUT)
2. AGND與PGND單點連接
3. 熱焊盤使用多過孔連接底層銅箔

4.2 熱管理方案

?熱阻參數?：

• θJA=64.9°C/W(VQFN封裝)
• 最大允許功耗：PD(max)=(125-TA)/θJA

?散熱增強措施?：

1. 使用4層PCB并增加熱過孔
2. 頂層和底層布置大面積銅箔
3. 避免在熱敏感區域走高頻信號線

五、設計驗證與優化

5.1 關鍵波形測試

1. ?啟動過程?：軟啟動時間典型4ms，無過沖
2. ?負載瞬態?：0.1A-0.5A跳變時輸出電壓偏差<100mV
3. ?短路保護?：觸發后VP鉗位在VIN+3.5V

5.2 EMI優化建議

1. 輸入濾波器使用π型結構(10μF+磁珠+0.1μF)
2. 開關節點面積控制在15mm2以內
3. 敏感信號遠離SW和BST走線

六、行業應用方案

1. ? 零售終端(ePOS) ?：
   • 12V打印機電源
   • 5V轉15V觸摸屏供電
   • 符合PCI PTS 4.0認證要求
2. ?工業掃描器?：
   • 鋰電池(3.7V)升壓至24V
   • 支持3A條碼馬達驅動
   • -40°C低溫啟動保障
3. ?智能音箱?：
   • 多級轉換架構前級
   • 動態電流限制保護電池
   • 空閑模式效率>85%