ZHCABY9C July   2014  – November 2022 TPS62125

 

  1.   在反相降压/升压拓扑中使用 TPS62125
  2.   商标
  3. 1反相降压/升压拓扑
    1. 1.1 设计注意事项
    2. 1.2 概念
    3. 1.3 输出电流计算
    4. 1.4 VIN 和 VOUT 范围
  4. 2数字引脚配置
    1. 2.1 使能引脚
    2. 2.2 使能迟滞引脚
    3. 2.3 电源正常引脚
    4. 2.4 放电输出电压
  5. 3启动行为和开关节点注意事项
  6. 4外部组件选型
    1. 4.1 电感器选择
    2. 4.2 输入电容器选择
    3. 4.3 选择 L 和 COUT 以实现稳定性
  7. 5典型性能和波形
  8. 6结论
  9. 7参考文献
  10. 8修订历史记录

输出电流计算

在此拓扑中,平均电感电流受到影响。在降压配置中,平均电感电流等于平均输出电流,因为电感总是在控制 MOSFET 的导通和关断期间为负载提供电流。而在反相降压/升压配置中,负载仅由输出电容器提供电流,并且在控制 MOSFET 导通期间与电感器完全断开。在关断期间,电感连接到输出电容和负载(请参阅图 1-3)。知道关断时间是开关周期的 1 - D,那么平均电感电流为:

Equation1. GUID-728F356D-6A67-46C3-B401-72B31299EB0F-low.gif

典型降压转换器的占空比只是 VOUT/VIN,但反相降压/升压转换器的占空比变为:

Equation2. GUID-B60085DC-A260-4F90-A596-FCFB37CC022A-low.gif

最终,电感器最大电流变为:

Equation3. GUID-390E9E19-D858-4978-B434-FEBB78872710-low.gif

其中,

D:占空比

∆IL (A):电感器峰峰值纹波电流

VIN (V):相对于接地(而非 IC 接地或 -VOUT)的输入电压。

TPS62125 的电流限制技术允许以简单方式计算最大输出电流。如果电流超过 ILIMF(高侧 MOSFET 电流限制),高侧 MOSFET 开关将关断,低侧 MOSFET 开关将导通,直到电感器电流下降至 0。如果在达到 0 电流后仍然存在过载,低侧 MOSFET 开关将关断,而高侧 MOSFET 开关将导通,直到再次达到电流限值。在电流限制中,电感器的电流从 ILIMF 变为 0,其纹波电流变为 ILIMF。在此状态下运行 TPS62125(IL(Max) 等于 ∆IL(Max) 等于 ILIMF)会将平均电感器电流减小至 ½ ILIMF(根据Equation3)。如果 TPS62125 的最小电流限制值为 600mA,当达到电流限制时,IL(Avg) 为 300mA。这样,可根据Equation1Equation2 计算出允许的最大输出电流,例如 5V 输入电压至 –5V 输出电压系统:

D = –5/(–5 – 5) = 0.5

然后,此结果将用在Equation1 中:

IOUT = IL(Avg) × (1 – D) = 300 × (1 – 0.5) = 150mA

由于在较低输入电压 (≤5V) 或较高环境温度(例如,在 85°C)下运行时占空比会增加,因此在这些条件下,用于上述最大输出电流计算的占空比应增加 10%。这提供了更精确的最大输出电流计算。对于给定的 5V 输入和 –5V 输出示例,最大输出电流为 300 x (1 - 0.6) = 120mA。

不同输入电压下 –5V、–3.3V 和 –8V 输出电压的最大输出电流如图 1-4 所示,并考虑了较低输入电压下上述占空比增加的情况。在较高温度下运行也会降低所示输入电压高于 6V 时的最大输出电流。

GUID-94EB1D73-3E0C-4DC5-A3BB-2C981C2A1C9D-low.png图 1-4 最大输出电流与输入电压间的关系