Texas Instruments TPS631000降壓-升壓轉換器是一款恒定頻率峰值電流模式控制降壓-升壓轉換器。該器件具有3A（典型值）峰值電流限制和1.6V至5.5V輸入電壓范圍。TPS631000為系統前置穩壓器和穩壓器提供電源解決方案。

數據手冊：*附件：Texas Instruments TPS631000降壓-升壓轉換器數據手冊.pdf

取決于輸入電壓，如果輸入電壓與輸出電壓大致相等，則TPS631000將自動運行在升壓、降壓或3周期降壓-升壓模式。不同模式間的轉變以定義的占空比發生，可避免模式內不必要的切換，減少輸出電壓紋波。一個8μA靜態電流、省電模式電源可在輕負載至空載條件下實現最高效率。

TTexas Instruments TPS631000提供微型解決方案尺寸，具有1.2mm × 2.1mm SOT-583封裝、一個1μH電感器和一個0805輸出電容器。

特性

• 輸入電壓范圍：1.6V-5.5V
  • 器件輸入電壓：> 1.65V（啟動）
• 輸出電壓范圍：1.2V至5.3V（可調）
• 高輸出電流能力：3A峰值開關電流
  • VIN ≥ 3V，VOUT = 3.3V時，輸出電流為2A
  • VIN ≥ 2.7V，VOUT = 3.3V 時，輸出電流為1.5A
• 在整個負載范圍內具有高效率
  • 8μA典型靜態電流
  • 省電模式
• 負載階躍響應：150mV（1A階躍電流時）
• 峰值電流降壓-升壓模式架構
  • 無縫模式轉換，輸出紋波< 20mV
  • 正向和反向電流操作
  • 啟動至預偏置輸出
  • 固定頻率運行，2MHz開關頻率
• 運行安全可靠
  • 過流和短路保護
  • 集成軟啟動，采用有源斜坡
  • 過熱和過壓保護
  • 帶負載斷開的真正關斷功能
  • 正向和后向電流限制
• 小尺寸解決方案
  • 小尺寸1μH電感器
  • 在整個VOUT范圍內與0805輸出電容器配合使用

功能框圖

TPS631000降壓-升壓轉換器技術解析與應用指南

一、產品概述

TPS631000是德州儀器(TI)推出的一款高效率、高功率密度的降壓-升壓轉換器，采用峰值電流模式控制架構，具有1.6V至5.5V的寬輸入電壓范圍和1.2V至5.3V的可調輸出電壓范圍。該器件特別適用于輸入電壓可能高于或低于輸出電壓的應用場景。

?關鍵參數指標?：

• 最大輸出電流：1.5A (VIN≥2.7V，VOUT=3.3V)
• 峰值開關電流：3A
• 靜態電流：8μA(典型值)
• 開關頻率：2MHz固定頻率
• 工作溫度范圍：-40°C至+125°C
• 封裝：SOT-583 (1.6mm×2.1mm)

二、核心技術特點

1. 多模式無縫切換技術

TPS631000采用創新的三周期降壓-升壓模式架構，可根據輸入電壓自動在降壓、升壓和降壓-升壓模式間無縫切換。當輸入電壓接近輸出電壓時，器件會自動進入3周期降壓-升壓模式，避免了模式切換時的輸出紋波過大問題(<20mV)。

2. 高效率設計

該轉換器在輕載和空載條件下表現出色：

• 集成PFM(脈沖頻率調制)模式，輕載時自動切換以提高效率
• 僅8μA的靜態電流顯著降低待機功耗
• 在整個負載范圍內保持高效率(典型效率>90%)

3. 全面的保護功能

• 過流保護(OCP)和短路保護(SCP)
• 過溫保護(OTP)和過壓保護(OVP)
• 集成軟啟動功能，防止啟動時的電流沖擊
• 真正關斷功能，可完全斷開負載

三、應用場景

TPS631000廣泛應用于以下領域：

1. ?系統預調節器?：智能手機、平板電腦、終端設備、遠程信息處理系統
2. ?負載點調節?：有線傳感器、端口/電纜適配器和擴展塢
3. ?傳感器供電?：電子智能鎖、IP網絡攝像頭中的指紋和攝像頭傳感器
4. ?RF放大器電源?：智能傳感器
5. ?電壓穩定器?：數據通信、光模塊、冷卻/加熱系統

四、設計注意事項

1. ?布局指南?：
   • 輸入輸出電容應盡量靠近IC放置
   • 保持電源走線短而寬，降低寄生電阻和電感
   • FB信號走線應遠離LX1/LX2等開關節點
2. ?熱管理?：
   • 器件熱阻θJA為132.7°C/W
   • 高功率應用需考慮散熱設計
   • 可通過WEBENCH工具進行熱仿真
3. ?模式選擇?：
   • MODE引腳接低電平：自動PFM模式(高效率)
   • MODE引腳接高電平：強制PWM模式(低紋波)

五、設計輔助工具

TI提供WEBENCH? Power Designer工具輔助設計：

1. 輸入VIN、VOUT和IOUT要求
2. 優化效率、尺寸或成本等參數
3. 生成定制原理圖和物料清單
4. 進行電氣和熱仿真
5. 導出CAD格式文件