TPS57140-EP 器件是一款具有集成高側 MOSFET 的 42V、1.5A 降壓穩壓器。電流模式控制提供簡單的外部補償和靈活的元件選擇。低紋波脈沖跳躍模式可將空載穩壓輸出電源電流降至 116 μA。使用使能引腳可將關斷電源電流降至 1.5 μA。

UVLO 在內部設置為 2.5 V，但可以使用使能引腳增加。慢速啟動引腳也可配置為排序或跟蹤，用于控制輸出電壓啟動斜坡。開漏電源就緒信號指示輸出在其標稱電壓的 92% 至 109% 范圍內。

寬開關頻率范圍可實現效率和外部元件尺寸的優化。頻率折返和熱關斷可在過載情況下保護器件。

TPS57140-EP 采用 10 引腳 VSON 封裝 （DRC）。
*附件：tps57140-ep.pdf

特性

• 3.5V 至 42V 輸入電壓范圍
• 200mΩ 高側 MOSFET
• 輕負載時效率高，采用脈沖跳躍 Eco 模式?控制方案
• 116μA 工作靜態電流
• 1.5μA 關斷電流
• 100kHz 至 2.5MHz 開關頻率
• 與 External Clock 同步
• 可調慢啟動和排序
• 欠壓和過壓電源正常輸出
• 可調欠壓鎖定 （UVLO） 電壓和遲滯
• 0.8V 內部電壓基準
• 支持國防、航空航天和醫療應用
  • 受控基線
  • 一個裝配和測試站點
  • 一個制造工地
  • 適用于軍用 （–55°C 至 125°C） 溫度范圍
  • 延長產品生命周期
  • 延長產品變更通知
  • 產品可追溯性

參數

方框圖

一、產品基本信息

• 型號與版本 ：TPS57140-EP，文檔編號 SLVSD01B，2015 年 9 月發布，2019 年 5 月修訂。
• 功能定位 ：42-V 輸入、1.5-A 輸出的降壓 DC/DC 轉換器，集成高側 MOSFET，支持 Eco-mode?脈沖跳躍控制，適用于高精度、低功耗電源轉換場景。
• 封裝 ：10 引腳 VSON（DRC）封裝，尺寸 3.00 mm×3.00 mm，外露熱焊盤優化散熱。

二、關鍵特性

• 輸入與輸出 ：
  • 輸入電壓范圍 3.5 V 至 42 V，輸出電壓可調，基于 0.8 V 內部基準電壓。
  • 集成 200 mΩ 高側 MOSFET，支持 1.5 A 連續輸出電流，峰值電流限制 2.7 A。
• 效率與功耗 ：
  • 輕負載時通過 Eco-mode 脈沖跳躍控制提升效率，工作靜態電流 116 μA，關斷電流 1.5 μA。
  • 開關頻率 100 kHz 至 2.5 MHz，可同步至外部時鐘，優化電感和電容尺寸。
• 控制與保護 ：
  • 可調慢啟動（SS/TR 引腳）和時序控制，支持電源良好輸出（PWRGD），指示輸出電壓在標稱值的 92% 至 109% 范圍內。
  • 可調欠壓鎖定（UVLO）電壓和滯后，熱關斷（182°C 觸發，20°C 滯后），過流保護和頻率折返。
• 應用適應性 ：
  • 支持國防、航空航天和醫療應用，控制基線穩定，單一裝配和測試站點，單一制造站點。
  • 工作溫度范圍 - 55°C 至 125°C，延長產品生命周期和變更通知周期。

三、應用領域

• 工業與商業 ：12 V 和 24 V 低功率系統，如工業自動化設備、通信基礎設施。
• 汽車售后 ：視頻系統、GPS 導航、車載娛樂設備等配件。

四、詳細描述

• 引腳配置 ：
  • BOOT ：自舉電容連接引腳，為高側 MOSFET 提供偏置電壓。
  • PH ：開關節點，連接輸出電感和續流二極管。
  • EN ：使能引腳，拉低禁用，可通過電阻分壓調節 UVLO 閾值。
  • RT/CLK ：電阻設置開關頻率或外部時鐘同步輸入。
  • SS/TR ：慢啟動和跟蹤控制，外接電容設置輸出上升時間。
• 工作模式 ：
  • Eco-mode ：輕負載時脈沖跳躍，降低開關損耗，維持高效率。
  • 電流模式控制 ：峰值電流檢測，簡化外部補償設計，支持頻率折返應對過載。
  • 同步模式 ：通過 RT/CLK 引腳同步至外部時鐘，減少 EMI 干擾。
• 功能模塊 ：
  • 升壓轉換器 ：集成高側 MOSFET，1 MHz 典型開關頻率，支持 100% 占空比。
  • 誤差放大器 ：跨導 97 μS，支持 Type 2A/2B/1 補償網絡。
  • 電壓基準 ：0.8 V 內部基準，精度 ±2%，溫度穩定性高。

五、規格參數

• 絕對最大額定值 ：
  • 輸入電壓 VIN：-0.3 V 至 47 V，PH 引腳：-1 V 至 47 V。
  • 工作結溫：-55°C 至 160°C，存儲溫度：-65°C 至 150°C。
  • ESD 評級：HBM ±2000 V，CDM ±750 V。
• 推薦工作條件 ：
  • 輸入電壓：3.5 V 至 42 V，結溫：-55°C 至 85°C。
• 熱信息 ：
  • 結到環境熱阻：標準板 56.5°C/W，定制板 61.5°C/W。
  • 結到板熱阻：20.8°C/W。
• 電氣特性 ：
  • 高側 MOSFET 導通電阻：12 V 輸入時典型 200 mΩ。
  • 開關頻率精度：±15%（RT 模式）。
  • 電源良好閾值：輸出電壓 <92% 或> 109% 時斷言。

六、應用與實現

• 設計流程 ：
  • 開關頻率選擇 ：根據輸入 / 輸出電壓和電感值計算，避免脈沖跳躍和頻率折返限制。
  • 輸出電感 ：基于紋波電流系數**(K_{IND})**計算，典型值 10 μH，飽和電流 > 1.62 A。
  • 輸出電容 ：陶瓷電容≥47 μF，ESR<147 mΩ，滿足紋波和瞬態響應要求。
  • 補償網絡 ：Type 2A 補償，電阻 76.8 kΩ，電容 2700 pF 和 6.8 pF。