Texas Instruments TPS62933/TPS62932是一款易于使用的高效同步降壓轉換器，具有3.8V至30V的寬輸入電壓范圍，并支持高達3A (TPS62933)/2A (TPS62932)的持續輸出電流和0.8V至22V的輸出電壓。

數據手冊：*附件：Texas Instruments TPS62933，TPS62932降壓轉換器數據手冊.pdf

該器件采用定頻峰值電流控制模式，可實現快速瞬態響應以及出色的線路和負載調節。內部環路補償經過優化，無需使用外部補償元件。脈沖頻率調制 (PFM) 模式使輕載效率最大化。該ULQ（超低靜態電流）特性非常有益于在低功耗運行時延長電池壽命。在200kHz至2.2MHz范圍內，可以通過配置RT引腳來設置開關頻率，使用戶優化系統效率、解決方案尺寸和帶寬。軟啟動時間可以通過在SS引腳處的外部電容來調節，這樣可以在驅動大電容性負載時最小化浪涌電流。該器件還具有擴展頻譜的性能，有助于降低EMI噪聲。

Texas Instruments TPS62933/TPS62932采用小型SOT583 (1.6mm × 2.1mm) 封裝，引腳間距為0.5mm，并且具有經過優化的引腳排列，便于PCB布局，促進良好的EMI性能。

特性

• 解決方案尺寸小巧且易于使用
  • 具有內部補償的峰值電流模式
  • 可實現高輕載效率的脈沖頻率調制 (PFM)
  • 可調軟啟動時間
  • 可選頻率：200kHz至2.2MHz
  • 低電磁干擾，具有擴展頻譜性能
  • 支持帶預偏置輸出的啟動
  • 用于高側和低側MOSFET的逐周期過流限制
  • 非閉鎖OTP、OCP、OVP、UVP和UVLO保護
  • 1.6mm × 2.1mm SOT583
• 配置用于各種應用
  • 輸入電壓范圍：3.8V至30V
  • 輸出電壓范圍：0.8V至22V
  • 超低靜態電流：12μA（典型值）
  • 集成式76mΩ和32mΩ MOSFET
  • 0.8V ± 1%基準電壓
  • 最大占空比：98%
  • 精密EN閾值
  • 3A (TPS62933) 和2A (TPS62932) 持續輸出電流
  • 工作結溫范圍：–40°C至150°C

功能框圖

Texas Instruments TPS6293x系列同步降壓轉換器技術解析

一、產品概述

TPS6293x是德州儀器(TI)推出的一系列高效率同步降壓轉換器，包含TPS62932(2A)、TPS62933(3A)及其衍生型號(TPS62933F/P/O)。該系列采用1.6mm×2.1mm SOT583封裝，引腳間距0.5mm，專為空間受限的工業應用而設計。

?關鍵特性?：

• ?寬輸入范圍?：3.8V至30V工作電壓
• ?高輸出能力?：0.8V至22V可調輸出，最高3A連續電流
• ?超高效率?：集成76mΩ(HS)和32mΩ(LS)MOSFET，效率高達98%
• ?靈活配置?：
  • 可編程200kHz至2.2MHz開關頻率
  • 多種工作模式可選(PFM/FCCM/OOA)
  • 精密使能閾值(±1.28V)和可調UVLO
• ?全面保護?：過流、過熱、過壓/欠壓保護
• ?超低靜態電流?：12μA(典型值)

二、核心架構分析

1. 控制模式

TPS6293x采用?峰值電流模式控制?架構，具有以下技術優勢：

• 內置補償網絡，無需外部補償元件
• 快速瞬態響應(典型帶寬49.4kHz)
• 優異的線性/負載調整率(±1%精度)

2. 工作模式選擇

3. 關鍵電路設計

?頻率編程?：

• RT引腳浮空：500kHz(默認)
• RT接地：1.2MHz
• RT接電阻：200kHz-2.2MHz可調

?軟啟動?：

• 通過SS引腳電容設置(4.5-6.5μA恒流充電)
• 最小軟啟動時間1ms(CSS≥6.8nF)

?EMI優化?：

• 頻率擴頻技術(±6%調制)
• 優化的引腳布局降低開關節點輻射

三、典型應用設計指南

1. 外圍元件選型

?電感選擇?：

• 計算公式：L = (VIN_MAX - VOUT) × VOUT / (fSW × K × IOUT_MAX × VIN_MAX)
• 推薦值：
  • 3.3V輸出：4.7μH@500kHz，2.2μH@1.2MHz
  • 5V輸出：6.8μH@500kHz，3.3μH@1.2MHz
• 飽和電流需>IHS_LIMIT(5.8A最大)

?輸入電容?：

• 最低要求：10μF陶瓷電容+X7R/X5R介質
• 布局要點：盡量靠近VIN引腳，并聯0.1μF高頻去耦

?輸出電容?：

• 紋波計算：ΔVOUT = ΔIL×(ESR + 1/(8×fSW×COUT))
• 推薦組合：
  • 3.3V輸出：2×22μF MLCC
  • 5V輸出：44μF總容量(如2×22μF)

2. PCB布局要點

1. ?功率回路最小化?：
   • 輸入電容→VIN→SW→GND形成最短路徑
   • 使用寬銅箔(≥50mil)降低寄生電感
2. ?熱管理設計?：
   • 充分利用底層銅箔散熱
   • 添加散熱過孔陣列(建議φ0.3mm，間距1mm)
3. ?信號布線?：
   • FB走線遠離開關節點
   • 采用星型接地減少噪聲耦合

四、性能實測數據

1. 效率曲線(典型值)

2. 動態響應特性

• 負載瞬變(0.5A→2.5A)：輸出電壓偏差<50mV
• 恢復時間：<20μs

3. 熱性能

• 結到環境熱阻(RθJA)：46.1°C/W(JEDEC標準)
• EVM實測RθJA：25.6°C/W

五、典型應用場景

1. ?工業自動化?：
   • PLC模塊的24V轉5V/3.3V電源
   • 工業PC的POL供電
2. ?消費電子?：
   • 智能音箱的19V轉12V主電源
   • 投影儀的LED驅動電源
3. ?通信設備?：
   • 5G小基站的射頻供電
   • 光模塊的偏置電源
4. ?醫療設備?：
   • 便攜式醫療儀器的電池管理
   • 超聲探頭的高精度模擬供電

六、設計注意事項

1. ?最小導通時間限制?：
   • tON_MIN=70ns限制最大輸入電壓
   • 公式：VIN_MAX ≤ VOUT / (tON_MIN × fSW)
2. ?低壓差操作?：
   • 頻率自動降低維持調節
   • 最小壓差：150mV@1A負載
3. ?保護功能?：
   • 過流保護響應時間<256μs
   • 熱關斷閾值165°C(30°C遲滯)
4. ?并聯應用?：
   • 可通過均流電阻實現電流擴展
   • 需調整RNR/SS和CNR/SS參數