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输入电压较低#xff0c;输出电流可达3.5A SOT23-6封装 批量价格约0.70元
TLV61048引脚 TLV61048引脚功能 7 详细说明
7.1 概述
TLV61048是一款非同步升压转换器#xff0c;支持高达 15 V 的输出电压和输入范围从 2.61 V 到 5.5 V。该TLV61048集成了…推荐原因
输入电压较低输出电流可达3.5A SOT23-6封装 批量价格约0.70元
TLV61048引脚 TLV61048引脚功能 7 详细说明
7.1 概述
TLV61048是一款非同步升压转换器支持高达 15 V 的输出电压和输入范围从 2.61 V 到 5.5 V。该TLV61048集成了一个电源开关电流限制高达 4.7 A典型值。设备在具有准恒定频率的电流模式方案下工作内置内部环路补偿。这开关频率可在 600 kHz 和 1 MHz 之间选择。内部有固定的软启动时间为2MS 通常用于控制启动期间的浪涌电流。 TLV61048升压转换器的拓扑结构是具有峰值电流控制的自适应关断时间可提供出色的性能负载和线路瞬态响应。可选的开关频率为优化设计提供了可能性既可用于小尺寸电感器1 MHz也可用于更高的系统效率600 kHz。 当电感器谷值电流高于零时转换器以连续导通模式 CCM 工作如果谷值电流过零则切换到不连续导通模式 DCM。如果负载更进一步降低后该器件进入 PFM 操作以实现更高的效率。
7.3 功能说明
7.3.1 欠压闭锁
当输入电压降至以下时欠压锁定 UVLO 电路会停止转换器的工作UVLO典型阈值为2.4 V。增加了 150 mV 的迟滞因此无法再次使能该器件直到输入电压上升到 2.55 V。实现此功能是为了防止当输入电压介于 2.4 V 和 2.55 V 之间时设备。
7.3.2 启用和禁用
当输入电压高于2.55 V的典型UVLO上升阈值且EN引脚被拉高电平时TLV61048已启用。当EN引脚被拉至低电平时TLV61048停止PWM开关并关断低电平侧边开关。EN引脚具有1MΩ的内部下拉电阻当EN引脚浮动。在关断模式下消耗的输入电流小于 1μA。
7.3.3 软启动
软启动功能有助于稳压器逐渐达到稳态工作点从而减少启动时间。 向上的压力和浪涌。当施加输入电压时输出电容通过电感和高边整流二极管。达到2.55 V典型值UVLO阈值后内部软启动控制电路启动在2 ms典型值内将基准电压斜坡上升至0.8 V同时低侧FET启动输出电容充电至输入电压后进行开关。
7.3.4 频率选择 FREQ
频率选择引脚FREQ允许将器件的开关频率设置为600 kHzFREQ 浮动或 1 MHz FREQ GND。更高的开关频率可改善负载瞬态响应但会降低效率稍。更高开关频率的另一个好处是输出纹波电压更低。
7.4 设备功能模式
TLV61048有两种工作模式PWM模式和PFM模式。
7.4.1 PWM模式
该TLV61048在中重负载下使用准恒定频率脉宽调制 PWM电流。根据VIN/VOUT比电路预测所需的关断时间。在切换开始时循环时集成的NMOS开关FET如功能框图所示导通。输入电压施加在电感两端电感电流上升。在此阶段输出电容器放电由负载电流。当电感电流达到误差放大器输出设置的电流阈值时PWM开关关断外部功率二极管正向偏置。电感器传输其存储的能量来补充输出电容器并为负载供电。当关断时间到期时下一次切换循环再次开始。误差放大器将FB引脚电压与内部基准电压及其输出进行比较确定PWM开关的占空比。 该TLV61048具有内置补偿电路可以容纳各种输入和输出稳定运行的电压。
7.4.2 PFM模式
该TLV61048集成了具有脉冲频率调制 PFM 的省电模式以提高轻载。当负载电流减小时电感峰值电流由误差放大器的输出设定下降以调节输出电压。当电感峰值电流达到下限典型值为400 mA时随着负载电流进一步减小输出电压超过设定的阈值电压。当 FB 电压达到时PFM 基准电压TLV61048进入省电模式。在省电模式下设备仅当输出电压跳闸低于设定的阈值电压时切换。它通过多个脉冲增加输出当输出电压超过设定的阈值电压时进入省电模式。
8 应用与实施
以下应用部分中的信息不是 TI 组件的一部分规范TI 不保证其准确性或完整性。TI 的客户是负责确定组件是否适合其用途。客户应验证和测试其设计实现以确认系统功能。
8.1 应用信息
TLV61048是一款升压DC/DC转换器集成了电源开关和环路补偿电路。设备支持高达 15V 的输出输入范围为 2.61V 至 5.5V。该器件可在低至 1.5V 的电压下工作如果外部 3.3V 偏置电源施加到 VIN 引脚。TLV61048采用电流模式控制具有自适应常关时间。开关频率为准恒定可在 600kHz 至 1MHz 之间选择兆赫。以下设计过程可用于选择TLV61048的元件值。
8.2 典型应用
8.2.1 具有外部偏置功能的 12V 输出升压转换器在此设计示例中TLV61048 VIN 引脚由外部 3.3V 偏置电压供电以保持内部电路开启以便将功率级工作 VIN 扩展到 1.5V。 选择 600kHz 开关频率以降低开关损耗以提高整体效率。
TLV61048应用电路一 8.2.1.2 详细设计程序
8.2.1.2.1 对输出电压进行编程
输出电压通过外部电阻分压器进行设置。通过选择外部电阻分压器R1和R2如公式 1 所示输出电压被编程为所需值。当输出电压被调节时FB引脚的典型电压为800 mV的VREF。 VoUT是所需的输出电压 VREF 是 FB 引脚上的内部基准电压 (1) 为获得最佳精度R2 应保持在 150 k 以下以确保流过 R2 的电流至少比FB引脚漏电流大100倍。将 R2 更改为较低的值可提高免疫力防止噪声注入。将 R2 更改为更高的值可降低静态电流从而实现在低负载电流下具有更高的效率。
8.2.1.2.2 电感器选型
由于电感的选择会影响稳态操作、瞬态行为和环路稳定性因此电感器是功率稳压器设计中最重要的元件。有三个重要的电感器规格、电感值、饱和电流和直流电阻 DCR。该TLV61048旨在工作电感值在 2.2 μH 和 10 μH 之间。 使用 公式 2 to 公式 4 计算应用电感器。要计算最坏情况下的电流请使用最小输入电压最大输出电压和应用的最大负载电流。为了获得足够的设计裕量请选择电感值容差为 –30%计算功率转换效率低。在升压稳压器中电感器直流电流可以用公式计算。 电感的大小可以略有偏差主要注意功率电感饱和电流足够。
8.2.1.2.3 输入输出电容的选择
输出电容主要选用以满足输出纹波和环路稳定性的要求。这种涟漪电压与电容器的电容及其等效串联电阻 ESR 有关。假设陶瓷ESR为零的电容器给定纹波所需的最小电容可以通过以下公式计算 DMAX 最大开关占空比 VRIPPLE 峰峰值输出电压纹波 (5) 如果钽或铝电解电容器使用。 在直流偏置、老化和交流信号下评估陶瓷电容器的降额时要小心。为例如直流偏置可以显著降低电容。陶瓷电容器的损耗可能超过50%额定电压下的电容。因此始终在额定电压上留有余量以确保足够的所需输出电压下的电容。 TI 建议在 600kHz 范围内使用有效电容为 4.7μF 至 10μF 的输出电容器配置。TI 还建议在整流二极管阴极两端放置一个 1μF 小电容直插TLV61048的 GND 引脚可降低高 RMS 电流环路的电感。输出电容影响升压稳压器的小信号控制环路稳定性。如果输出电容低于该范围则升压调节器可能会变得不稳定。增加输出电容使输出电压纹波在PWM模式下更小。表 3 列出了TLV61048推荐的电容器。
8.2.2 15V 输出升压转换器
在此设计示例中TLV61048配置为输出 15V 直流电压。1MHz 开关频率为选择该选项可降低输出纹波并改善负载瞬态性能。TI 建议放置 RC 缓冲器从开关节点到接地节点确保电压尖峰不超过规定的绝对值最大额定值。
TLV61048应用电路二 9 电源推荐
该器件设计为在 1.5V 至 5.5V 的输入电压范围内工作。此输入电源必须得到很好的监管。如果输入电源距离转换器超过几英寸则额外体积除了陶瓷旁路电容器外可能还需要电容。典型的选择是电解或值为 47 μF 的钽电容器。 输入电源的输出电流必须根据电源电压、输出电压和TLV61048输出电流。
10 布局
10.1 布局指南
对于所有开关电源尤其是那些以高开关频率和大电流运行的开关电源布局是一个重要的设计步骤。如果布局不仔细稳压器可能会不稳定和噪音问题。为了最大限度地提高效率开关的上升和下降时间非常快。防止高辐射频率噪声例如EMI高频开关路径的正确布局至关重要。最小化所有连接到SW引脚的走线的长度和面积并始终在开关下方使用接地层调节器可最大限度地减少平面间耦合。输入电容不仅要靠近VIN引脚而且要接近GND以减小输入电源纹波。 所有升压转换器最关键的电流路径是从开关 FET 到整流二极管然后是输出电容以及开关 FET 的接地。该高电流路径包含纳秒级上升和坠落时间必须尽可能短。因此输出电容不仅要接近VOUT引脚也到GND引脚以减少SW引脚和VOUT引脚的过冲。
