TPS5430降压芯片详解：特性、应用与电路设计指南

TPS5430降压芯片详解：特性、应用与电路设计指南

引用

CSDN

1.

https://blog.csdn.net/USALCD/article/details/139708858

TPS5430是一款经典的BUCK DCDC降压芯片，适合24V转5V、24V转12V等电压转换应用。虽然该芯片出现时间较长，且为非同步整流芯片，但在特定应用场景下仍具有较高的实用价值。本文将详细介绍TPS5430的特性、应用、电路设计及布局指南等内容。

1. 特性

TPS543x系列3A、宽输入范围降压转换器具有以下特点：

• 宽输入电压范围：TPS5430支持5.5V至36V，TPS5431支持5.5V至23V
• 高输出电流：连续输出电流可达3A，峰值可达4A
• 高效率：通过100mΩ集成MOSFET开关实现高达95%的效率
• 宽输出电压范围：可调节至低至1.22V，初始精度为1.5%
• 内部补偿：减少外部器件数量
• 固定开关频率：500kHz，适合小型滤波器尺寸
• 保护功能：过流限制、过压保护和热关断
• 工作温度范围：-40°C至125°C
• 封装：8引脚SO PowerPAD™集成电路封装

2. 应用领域

TPS543x系列芯片广泛应用于以下领域：

• 消费类电子产品：机顶盒、DVD播放器、LCD显示屏
• 工业和车载音频电源
• 电池充电器、大功率LED电源
• 12V和24V分布式电源系统

3. 引脚配置和功能

表 4-1. 引脚功能

4. 详细说明

4.1 概述

TPS543x是一款3A降压稳压器，集成100mΩ高侧N沟道MOSFET。通过电压前馈实现恒定频率电压模式控制，改善线性调整率和瞬态响应。内部补偿简化设计并减少外部元件数量。

4.2 特性说明

• 振荡器频率：内部振荡器将PWM开关频率设置为500kHz
• 电压基准：带隙电路生成精确的1.221V基准信号
• 使能（ENA）和内部慢启动：ENA引脚提供电气开/关控制，内部慢启动时间为8ms
• 欠压锁定（UVLO）：在VIN低于UVLO启动电压阈值时禁用器件
• 升压电容器（BOOT）：在BOOT和PH引脚间连接0.01μF低ESR陶瓷电容器
• 输出反馈（VSENSE）和内部补偿：通过反馈网络设置输出电压
• 电压前馈：提供恒定直流功率级增益
• PWM控制：采用固定频率PWM控制方法
• 过流限制：通过检测高侧MOSFET的漏源电压实现
• 过压保护：当VSENSE电压超过112.5% x VREF时强制关闭高侧MOSFET
• 热关断：结温超过跳闸点时关闭高侧MOSFET

5. 应用和实现

5.1 设计要求

设计TPS5430应用电路时需要考虑以下参数：

• 输入电压范围
• 输出电压
• 输入纹波电压
• 输出纹波电压
• 输出电流额定值
• 工作频率

5.2 典型应用

以12V输入到5.0V输出为例，设计过程包括：

• 输入电容器：建议使用10μF高品质陶瓷电容器
• 输出滤波器元件：选择合适的电感器和电容器
• 输出电压设定点：通过电阻分压器设定输出电压
• 启动电容器：必须为0.01μF
• 环流二极管：选择反向电压高于VIN(MAX) + 0.5V的二极管

5.3 布局指南

• 输入电源旁路：使用低ESR陶瓷电容器
• IC下方接地：使用过孔连接至内部接地平面
• 输出电流环路：保持PH引脚、Lout、Cout和GND形成的环路尽可能小
• 反馈网络走线：避免靠近PH走线

图 7-12. TPS5430 PCB 设计布局

总结

TPS5430是一款功能全面的BUCK DCDC降压芯片，适用于多种电压转换应用。通过合理的设计和布局，可以充分发挥其性能优势。对于电子工程师和相关专业学生来说，本文提供的详细信息具有较高的参考价值。