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

过流限制和低侧电流检测

对于同步降压转换器,电感器电流在高侧 MOSFET 导通时间(ON 时间)内以线性速率增加,该速率由输入电压、输出电压和输出电感值决定。在低侧 MOSFET 导通时间(OFF 时间)内,该电感器电流根据压摆率(由输出电压和输出电感值决定)线性降低。在关断期间,即使压摆率为负值,电感器通常也会从器件 SW 节点流向负载,该器件即拉出电流,输出电流声明为正值。本节介绍基于正低侧电流的过流限制功能。下一节将介绍基于负低侧电流的过流限制功能。

TPS546E25 器件中的正过流限制 (OCL) 功能用于逐周期钳制低侧谷值电流。关断期间会通过检测流经低侧 MOSFET 的电流来监测电感器电流。当检测到的低侧 MOSFET 电流保持在选定的 OCL 阈值以上时,低侧 MOSFET 保持导通,直到检测到的电流水平低于选定的 OCL 阈值。此操作会延长关断时间,并推迟下一个导通时间(高侧 MOSFET 导通)。因此,会设置 STATUS_IOUT 中的 OCL 位,并且器件提供的平均输出电流也会降低。只要负载拉动重负载(检测到的低侧谷值电流 超过所选的 OCL 阈值),该器件便会继续在此钳位模式下运行,从而延长当前的关断时间并推迟下一个导通时间。该器件没有实现直接连接到过流限制电路的故障响应电路,而是使用 VOUT 跟踪 UVF 功能在发生过流故障时关断器件。在过流事件期间,由负载吸收的电流 (IOUT) 超过由器件提供给输出电容器的电流,因此,输出电压趋于降低。最终,当输出电压降至选定的欠压故障阈值以下时,VOUT 跟踪 UVF 比较器将检测到这一情况,并在 UVF 响应延迟(可在 VOUT_UV_FAULT_RESPONSE 寄存器中编程)后关断器件。然后,该器件根据在 VOUT_UV_FAULT_RESPONSE 寄存器中选择的 bit[3] RESTART 来响应跟踪 UVF 触发器。在 RESTART 位未设置(值为“0”)的情况下,该器件将闭锁高侧和低侧驱动器。清除闭锁的方法是复位 VCC 或切换 EN 引脚。在设置了 RESTART 位(值为“1”)的情况下,该器件进入断续模式,并在 56ms 的断续睡眠时间过后自动重新启动,并且不限制重新启动的尝试次数。换句话说,对过流故障的响应由编程的 UVF 响应进行设置。

如果在软启动斜坡期间出现 OCL 条件,该器件仍会在运行时采用基于检测到的低侧谷值电流的逐周期电流限制。这种运行方式可以限制充入输出电容器的能量,因此输出电压的上升速度可能慢于所需的软启动压摆率。在软启动期间,VOUT 跟踪 UVF 比较器被禁用,因此,该器件不会响应 UVF 事件。软启动完成后将启用 VOUT 跟踪 UVF 比较器,然后该器件开始响应 UVF 事件。

该器件的 OCL 功能是通过模拟电路检测低侧谷值电流而实现的,与集成式模数转换器 (ADC) 无关。遥测模拟前端在每个低侧 MOSFET 导通时间自始至终从低侧电流检测电路和平均低侧 MOSFET 电流获得输入。通过这种方法,遥测子系统会报告负载电流 (IOUT),这是电感器电流的平均值,但不是峰值或谷值。