ZHCSSM3 July   2024 TPS546E25

ADVANCE INFORMATION  

  1.   1
  2. 特性
  3. 应用
  4. 说明
  5. 引脚配置和功能
  6. 规格
    1. 5.1 绝对最大额定值
    2. 5.2 ESD 等级
    3. 5.3 建议运行条件
    4. 5.4 热性能信息
    5. 5.5 电气特性
  7. 详细说明
    1. 6.1 概述
    2. 6.2 功能方框图
    3. 6.3 特性说明
      1. 6.3.1  D-CAP4 控制
        1. 6.3.1.1 环路补偿
      2. 6.3.2  内部 VCC LDO 以及在 VCC 和 VDRV 引脚上使用外部辅助电源
      3. 6.3.3  输入欠压锁定 (UVLO)
        1. 6.3.3.1 固定 VCC_OK UVLO
        2. 6.3.3.2 固定 VDRV UVLO
        3. 6.3.3.3 可编程 PVIN UVLO
        4. 6.3.3.4 控制 (CNTL)使能
      4. 6.3.4  差分遥感和内部、外部反馈分压器
      5. 6.3.5  设置输出电压和 VORST#
      6. 6.3.6  启动和关断
      7. 6.3.7  动态电压压摆率
      8. 6.3.8  设置开关频率
      9. 6.3.9  开关节点 (SW)
      10. 6.3.10 过流限制和低侧电流检测
      11. 6.3.11 负过流限制
      12. 6.3.12 零交叉检测
      13. 6.3.13 输入过压保护
      14. 6.3.14 输出过压和欠压保护
      15. 6.3.15 过热保护
      16. 6.3.16 遥测
    4. 6.4 器件功能模式
      1. 6.4.1 强制连续导通模式
      2. 6.4.2 DCM 轻负载运行
      3. 6.4.3 通过 12V 总线为该器件供电
      4. 6.4.4 通过分离轨配置为该器件供电
      5. 6.4.5 引脚配置 (strap) 功能
        1. 6.4.5.1 对 MSEL1 进行编程
        2. 6.4.5.2 对 PMB_ADDR 进行编程
        3. 6.4.5.3 对 MSEL2 进行编程
        4. 6.4.5.4 对 VSEL\FB 进行编程
    5. 6.5 编程
      1. 6.5.1 支持的 PMBus 命令
  8. 寄存器映射
    1. 7.1  记录块命令的约定
    2. 7.2  (01h) OPERATION
    3. 7.3  (02h) ON_OFF_CONFIG
    4. 7.4  (03h) CLEAR_FAULTS
    5. 7.5  (04h) PHASE
    6. 7.6  (09h) P2_PLUS_WRITE
    7. 7.7  (0Ah) P2_PLUS_READ
    8. 7.8  (0Eh) PASSKEY
    9. 7.9  (10h) WRITE_PROTECT
    10. 7.10 (15h) STORE_USER_ALL
    11. 7.11 (16h) RESTORE_USER_ALL
    12. 7.12 (19h) CAPABILITY
    13. 7.13 (1Bh) SMBALERT_MASK
    14. 7.14 (20h) VOUT_MODE
    15. 7.15 (21h) VOUT_COMMAND
    16. 7.16 (22h) VOUT_TRIM
    17. 7.17 (24h) VOUT_MAX
    18. 7.18 (25h) VOUT_MARGIN_HIGH
    19. 7.19 (26h) VOUT_MARGIN_LOW
    20. 7.20 (27h) VOUT_TRANSITION_RATE
    21. 7.21 (29h) VOUT_SCALE_LOOP
    22. 7.22 (2Ah) VOUT_SCALE_MONITOR
    23. 7.23 (2Bh) VOUT_MIN
    24. 7.24 (33h) FREQUENCY_SWITCH
    25. 7.25 (35h) VIN_ON
    26. 7.26 (36h) VIN_OFF
    27. 7.27 (39h) IOUT_CAL_OFFSET
    28. 7.28 (40h) VOUT_OV_FAULT_LIMIT
    29. 7.29 (41h) VOUT_OV_FAULT_RESPONSE
    30. 7.30 (42h) VOUT_OV_WARN_LIMIT
    31. 7.31 (43h) VOUT_UV_WARN_LIMIT
    32. 7.32 (44h) VOUT_UV_FAULT_LIMIT
    33. 7.33 (45h) VOUT_UV_FAULT_RESPONSE
    34. 7.34 (46h) IOUT_OC_FAULT_LIMIT
    35. 7.35 (48h) IOUT_OC_LV_FAULT_LIMIT
    36. 7.36 (49h) IOUT_OC_LV_FAULT_RESPONSE
    37. 7.37 (4Ah) IOUT_OC_WARN_LIMIT
    38. 7.38 (4Fh) OT_FAULT_LIMIT
    39. 7.39 (50h) OT_FAULT_RESPONSE
    40. 7.40 (51h) OT_WARN_LIMIT
    41. 7.41 (55h) VIN_OV_FAULT_LIMIT
    42. 7.42 (60h) TON_DELAY
    43. 7.43 (61h) TON_RISE
    44. 7.44 (64h) TOFF_DELAY
    45. 7.45 (65h) TOFF_FALL
    46. 7.46 (78h) STATUS_BYTE
    47. 7.47 (79h) STATUS_WORD
    48. 7.48 (7Ah) STATUS_VOUT
    49. 7.49 (7Bh) STATUS_IOUT
    50. 7.50 (7Ch) STATUS_INPUT
    51. 7.51 (7Dh) STATUS_TEMPERATURE
    52. 7.52 (7Eh) STATUS_CML
    53. 7.53 (7Fh) STATUS_OTHER
    54. 7.54 (80h) STATUS_MFR_SPECIFIC
    55. 7.55 (88h) READ_VIN
    56. 7.56 (8Bh) READ_VOUT
    57. 7.57 (8Ch) READ_IOUT
    58. 7.58 (8Dh) READ_TEMPERATURE_1
    59. 7.59 (98h) PMBUS_REVISION
    60. 7.60 (99h) MFR_ID
    61. 7.61 (9Ah) MFR_MODEL
    62. 7.62 (9Bh) MFR_REVISION
    63. 7.63 (ADh) IC_DEVICE_ID
    64. 7.64 (AEh) IC_DEVICE_REV
    65. 7.65 (D1h) SYS_CFG_USER1
    66. 7.66 (D2h) PMBUS_ADDR
    67. 7.67 (D4h) COMP
    68. 7.68 (D5h) VBOOT_OFFSET_1
    69. 7.69 (D6h) STACK_CONFIG
    70. 7.70 (D8h) PIN_DETECT_OVERRIDE
    71. 7.71 (D9h) NVM_CHECKSUM
    72. 7.72 (DAh) READ_TELEMETRY
    73. 7.73 (79h) STATUS_ALL
    74. 7.74 (DDh) EXT_WRITE_PROTECTION
    75. 7.75 (A4h) IMON_CAL
    76. 7.76 (FCh) FUSION_ID0
    77. 7.77 (FDh) FUSION_ID1
  9. 应用和实施
    1. 8.1 应用信息
    2. 8.2 典型应用
      1. 8.2.1 应用
      2. 8.2.2 设计要求
      3. 8.2.3 详细设计过程
        1. 8.2.3.1 输入电容器选型
        2. 8.2.3.2 电感器选型
        3. 8.2.3.3 输出电容器选型
        4. 8.2.3.4 补偿选择
        5. 8.2.3.5 VCC 和 VRDV 旁路电容器
        6. 8.2.3.6 启动电容器选型
        7. 8.2.3.7 VOSNS 和 GOSNS 电容器选型
        8. 8.2.3.8 PMBus 地址电阻器选型
      4. 8.2.4 应用曲线
    3. 8.3 电源相关建议
    4. 8.4 布局
      1. 8.4.1 布局指南
      2. 8.4.2 布局示例
        1. 8.4.2.1 TPS546E25EVM 上的热性能
  10. 器件和文档支持
    1. 9.1 接收文档更新通知
    2. 9.2 支持资源
    3. 9.3 商标
    4. 9.4 静电放电警告
    5. 9.5 术语表
  11. 10修订历史记录
  12. 11机械、封装和可订购信息
    1. 11.1 卷带包装信息

封装选项

机械数据 (封装 | 引脚)
散热焊盘机械数据 (封装 | 引脚)
订购信息

启动和关断

启动

器件的启动和关断由若干个 PMBus 可编程值控制,其中包括:

tON_RISE 时间可通过 MSEL1 的引脚配置和/或 PMBus 编程进行选择。

使用默认 ON_OFF_CONFIG 设置时,时序如下所示。有关实现和使用的完整详细信息,请参阅支持的 PMBus 命令

TPS546E25 TPS546E25 启动和关断图 6-4 TPS546E25 启动和关断

启动序列包括三个连续周期。在第一个周期中,该器件进行初始化,包括构建内部 LDO 和基准、寄存器值初始化、引脚配置 (strap) 检测、启用数字接口等。只要 VCC 引脚电压高于 VCC_OK UVLO 上升阈值(典型值为 3.15V),初始化就会开始,不受 CTRL 引脚电压选通。对于 TPS546E25 器件,该周期的时长约为 200μs。完成初始化后,允许进行包括读取和写入操作在内的 PMBus 通信。

CTRL 引脚电压超过 CTRL 高电平阈值(通常为 1.2V)后,该器件进入第二个周期,即上电延迟。上电延迟可在 TPS546E25 中通过寄存器 TON_DELAY 进行编程,其最小延迟为 0.05ms,最大延迟为 2ms。

第三个周期是 VOUT 软启动。软启动斜坡(这是内部信号)在所选上电延迟完成后启动。可以在寄存器 TON_RISE 中选择软启动时间,选项为 1ms、2ms、4ms、8ms 和 16ms。在输出端无预偏置的情况下启动时,VOUT 会从 0V 斜升至选定的 Vboot 值或可编程的 VOUT_COMMAND 值,以避免输出电容器充电产生浪涌电流、并尽可能减少 VOUT 过冲。

对于具有预偏置输出的启动,该器件可限制来自预偏置输出电压的放电电流,具体方法是,在第一个 PWM 脉冲导通高侧 FET 之前,阻止低侧 FET 强制将 SW 节点变为低电平。在基准电压增加到超过反馈电压(在内部从 (VOSNS−GOSNS) 电平分压而来)之后,高侧 SW 脉冲开始。此操作可实现具有预偏置输出的平稳启动。

关断

TPS546E25 器件还通过 PMBus 寄存器 TOFF_FALL 提供可编程软停止功能,具有 0.5ms、1ms、2ms 和 4ms 选项。软停止功能会强制输出电压从稳压降至 200mV。Vout 放电至 200mV 电平后,功率级停止开关并进入三态。在输出电压放电期间 (TOFF_FALL),可能会强制施加负电感器电流。

接收到停止条件且所选 TOFF_DELAY 延迟到期后,TPS546E25 器件将进入软停止运行,在此期间,控制环路会主动控制输出电压的放电压摆率。内部基准电压线性下降时,功率级会继续切换。此阶段的放电压摆率取决于所选的启动电压(而非当前输出电压)和所选 TOFF_FALL 时间。Vout 放电至 200mV 电平后,功率级停止开关并进入三态。Vout 放电继续进行,但放电压摆率由负载电流控制。在这种放电操作下,TPS546E25 器件会控制软停止压摆率而不是总软停止时间,因此总 VOUT 放电时间(也称为软停止时间)可能会与寄存器 TOFF_FALL 值不同。TOFF_FALL 时间用于设置内部基准 DAC 从稳压电平斜降至 0mV 的时间。例如,在重负载条件下,从 VOUT 稳压电平到零伏的总软停止时间可能短于编程设定的 TOFF_FALL 值。在轻负载条件下,总软停止时间可能比编程设定的 TOFF_FALL 值更长。