TPS56C231RNNR [TI]

具有 D-CAP3 控制功能的 3.8V 至 17V、12A 同步降压转换器 | RNN | 18 | -40 to 125;
TPS56C231RNNR
型号: TPS56C231RNNR
厂家: TEXAS INSTRUMENTS    TEXAS INSTRUMENTS
描述:

具有 D-CAP3 控制功能的 3.8V 至 17V、12A 同步降压转换器 | RNN | 18 | -40 to 125

转换器
文件: 总32页 (文件大小:2888K)
中文:  中文翻译
下载:  下载PDF数据表文档文件
TPS56C231  
ZHCSNT8 AUGUST 2022  
TPS56C231 3.8V 17V 输入、12A 同步降压转换器  
1 特性  
2 应用  
• 输入范围4.5V 17V 无外部偏压  
• 输入范围3.8V 17V 有外部偏压  
• 支12A 的连续输出电流  
TPS56C231 15A 峰值电流  
• 集成7.8mΩ3.2mΩMOSFET  
0.6V ±1% 基准电压40°C 125°C 结温范围)  
0.6V 5.5V 输出电压范围  
146 µA 低静态电流  
D-CAP3控制模式用于快速瞬态响应  
• 支持陶瓷输出电容器  
数据中心和企业计POL  
无线基础设施  
IPC工厂自动化、PLC测试测量  
DTV  
3 说明  
TPS56C231 是一款具有自适应导通时D-CAP3 控制  
模式的高效率、小尺寸同步降压转换器。该器件不需要  
外部补偿因此易于使用并且仅需要很少的外部元件。  
该器件非常适合空间受限的数据中心应用。  
400kHz800kHz 1200kHz 的可fSW  
• 可FCCM强制持续导通模式),用以实现窄输  
出电压纹波  
• 可Eco-mode自动跳跃模式),用以实现较高  
的轻负载效率  
TPS56C231 具有颇具竞争力的特性包括非常精确的  
基准电压、快速负载瞬态响应、无需外部补偿、可调节  
电流限制以及可在轻负载条件下通过 MODE 引脚配  
置进行选择的 Eco-mode FCCM 两种运行模式。要  
在轻负载条件下实现高效率可选择 Eco-mode。要支  
持严格的输出电压纹波要求选择 FCCM 。  
TPS56C231 40°C 125°C 结温范围内运行。  
• 可5V 外部偏置可提升效率  
• 预偏置启动功能  
• 可调节软启动默认软启动时间1.2ms  
• 电源正常状态指示器可监控输出电压  
• 具有断续重启功能的两个可调节电流限制设置  
TPS56C23114.7A17ATPS56C231L  
11.5A13.8A)  
封装信息  
封装(1)  
封装尺寸标称值)  
器件型号  
RNNVQFN-HR,  
18)  
TPS56C231  
3.50mm × 3.50mm  
• 非闭UVOVOT UVLO 保护  
12A TPS56C2158A TPS568231 和  
TPS568215 引脚对引脚兼容  
(1) 如需了解所有可用封装请参阅数据表末尾的可订购产品附  
录。  
-40°C 125°C 的工作结温范围  
3.5mm × 3.5mm18 HotRodQFN 封装  
100  
95  
90  
85  
80  
75  
70  
65  
VIN  
VIN  
BOOT  
VREG5  
EN  
SW  
VOUT  
PGOOD  
MODE  
VREG5  
FB  
SS  
60  
VIN=12V, VOUT=1.2V, 400kHz  
VIN=12V, VOUT=3.3V, 400kHz  
VIN=12V, VOUT=5V, 400kHz  
55  
AGND  
PGND  
50  
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10 11 12  
Output Current (A)  
效率FCCM 模式  
简化原理图  
本文档旨在为方便起见提供有TI 产品中文版本的信息以确认产品的概要。有关适用的官方英文版本的最新信息请访问  
www.ti.com其内容始终优先。TI 不保证翻译的准确性和有效性。在实际设计之前请务必参考最新版本的英文版本。  
English Data Sheet: SLVSGB5  
 
 
 
TPS56C231  
ZHCSNT8 AUGUST 2022  
www.ti.com.cn  
内容  
1 特性................................................................................... 1  
2 应用................................................................................... 1  
3 说明................................................................................... 1  
4 修订历史记录.....................................................................2  
5 引脚配置和功能................................................................. 3  
6 规格................................................................................... 4  
6.1 绝对最大额定值...........................................................4  
6.2 ESD 等级.................................................................... 4  
6.3 建议运行条件.............................................................. 4  
6.4 热性能信息..................................................................5  
6.5 电气特性......................................................................5  
6.6 典型特性......................................................................7  
7 详细说明.......................................................................... 13  
7.1 概述...........................................................................13  
7.2 功能方框图................................................................14  
7.3 特性说明....................................................................15  
7.4 器件功能模式............................................................ 19  
8 应用和实施.......................................................................20  
8.1 应用信息....................................................................20  
8.2 典型应用....................................................................20  
8.3 电源相关建议............................................................ 24  
8.4 布局...........................................................................24  
9 器件和文档支持............................................................... 26  
9.1 器件支持....................................................................26  
9.2 接收文档更新通知..................................................... 26  
9.3 支持资源....................................................................26  
9.4 商标...........................................................................26  
9.5 静电放电警告............................................................ 26  
9.6 术语表....................................................................... 26  
10 机械、封装和可订购信息...............................................26  
4 修订历史记录  
以前版本的页码可能与当前版本的页码不同  
日期  
修订版本  
说明  
*
2022 8 月  
初始发行版  
Copyright © 2023 Texas Instruments Incorporated  
2
Submit Document Feedback  
Product Folder Links: TPS56C231  
 
TPS56C231  
ZHCSNT8 AUGUST 2022  
www.ti.com.cn  
5 引脚配置和功能  
BOTTOM VIEW  
TOP VIEW  
AGND 12  
VIN 11  
1 BOOT  
2 VIN  
BOOT 1  
VIN 2  
12 AGND  
11 VIN  
PGND 10  
PGND 9  
PGND 8  
3 PGND  
4 PGND  
5 PGND  
PGND 3  
PGND 4  
PGND 5  
10 PGND  
9 PGND  
8 PGND  
7
6
6
7
SW  
SW  
5-1. 18 VQFN RNN 底视图和顶视图)  
5-1. 引脚功能  
引脚  
类型  
(1)  
说明  
名称  
编号  
BOOT  
1
I
MOSFET 栅极驱动电压的电源输入。BOOT SW 之间连接自举电容器。  
控制电路的输入电压电源引脚。VIN PGND 之间连接输入去耦电容器。  
VIN  
2,11  
P
345、  
8910  
PGND  
G
控制器电路和内部电路的电GND 引脚。用较短的布线连接AGND。  
SW  
O
G
I
67  
12  
开关节点引脚。将输出电感器连接到该引脚。  
AGND  
FB  
内部模拟电路的地。用较短的布线AGND 连接PGND 平面。  
转换器反馈输入。连接到输出电压AGND 之间电阻分压器的中心抽头。  
13  
软启动时间选择引脚。连接外部电容器可设置软启动时间如果未连接外部电容器则转换器将1.2ms 内启  
动。  
SS  
14  
15  
16  
17  
18  
O
I
启用输入控制让该引脚悬空将启用转换器。该引脚还可连接VIN EN 之间电阻分压器的中心抽头来调节  
UVLO。  
EN  
开漏电源正常指示器。如果输出电压超PGOOD 阈值、过压或器件处于热关断、EN 关断或软启动期间则  
该引脚为低电平有效。  
PGOOD  
VREG5  
MODE  
O
I/O  
I
4.7V LDO 输出也可通5V 输入从外部驱动。该引脚为内部电路和栅极驱动器提供电压。使4.7µF  
电容器对该引脚旁路。  
开关频率、电流限制选择和轻负载运行模式选择引脚。针对7-2 中所示的不MODE 选项将该引脚连接到  
VREG5 AGND 之间的电阻分压器。  
(1) I = 输入P = 电源G = 接地O = 输出  
Copyright © 2023 Texas Instruments Incorporated  
Submit Document Feedback  
3
Product Folder Links: TPS56C231  
 
 
TPS56C231  
ZHCSNT8 AUGUST 2022  
www.ti.com.cn  
6 规格  
6.1 绝对最大额定值  
在自然通风条件下的工作温度范围内测得除非另有说明(1)  
最小值  
-0.3  
-2  
最大值  
20  
单位  
VIN  
SW  
19  
-5  
25  
22  
25  
SW10ns 瞬态值)  
VIN-SW  
VIN-SW10ns 瞬态值)  
EN  
引脚电压  
6.5  
6.5  
7.5  
0.3  
V
BOOT-SW  
-0.3  
BOOT-SW10ns 瞬态值)  
BOOT  
0.3  
0.3  
-0.3  
25.5  
6.5  
6
SSMODEFB  
VREG5  
0.3  
-0.3  
-40  
PGOOD  
6.5  
150  
150  
TJ  
°C  
°C  
工作结温  
存储温度  
Tstg  
-55  
(1) 超出绝对最大额定的运行可能会对器件造成永久损坏。绝对最大额定并不表示器件在这些条件下或在建议运行条以外的任何其  
他条件下能够正常运行。如果在建议运行条之外但又在绝对最大额定范围内使用器件可能不会完全正常运行这可能会影响器件  
的可靠性、功能性和性能并缩短器件的寿命。  
6.2 ESD 等级  
单位  
人体放电模(HBM)ANSI/ESDA/JEDEC JS-001 标准(1)  
充电器件模(CDM)ANSI/ESDA/JEDEC JS-002 标准(2)  
±2000  
V(ESD)  
V
静电放电  
±500  
(1) JEDEC JEP155 指出500V HBM 可实现在标ESD 控制流程下安全生产。  
(2) JEDEC JEP157 指出250V CDM 可实现在标ESD 控制流程下安全生产。  
6.3 建议运行条件  
在自然通风条件下的工作温度范围内测得除非另有说明)  
最小值  
3.8  
标称值  
最大值  
单位  
V
VIN  
17  
17  
SW  
-1.8  
V
引脚电压  
BOOT  
23.5  
5.5  
12  
V
V
0.1  
0.1  
0
VREG5MODEFBPGOODEN  
ILOAD  
TJ  
A
输出电流  
工作结温  
-40  
125  
°C  
Copyright © 2023 Texas Instruments Incorporated  
4
Submit Document Feedback  
Product Folder Links: TPS56C231  
 
 
 
 
 
 
 
TPS56C231  
ZHCSNT8 AUGUST 2022  
www.ti.com.cn  
6.4 热性能信息  
RNN (JEDEC)  
RNN (TI EVM)  
热指标(1)  
单位  
18 引脚  
RθJA  
RθJC(top)  
RθJB  
ψJT  
49.9  
24.9  
11.3  
0.5  
27  
不适用(2)  
不适用(2)  
0.4  
°C/W  
°C/W  
°C/W  
°C/W  
°C/W  
结至环境热阻  
结至外壳顶部热阻  
结至电路板热阻  
结至顶部特征参数  
结至电路板特征参数  
11  
10  
ψJB  
(1) 有关传统和新热指标的更多信息请参IC 封装热指应用报告。  
(2) 不适用EVM 布局  
6.5 电气特性  
TJ = 40°C 125°CVIN = 12V除非另有说明)  
参数  
条件  
最小值  
典型值  
最大值 单位  
电源电流  
IIN  
146  
9.3  
µA  
µA  
VIN 电源电流  
VIN 关断电流  
TJ = 25°CVEN = 5V非开关  
IVINSDN  
VEN = 0V  
逻辑阈值  
VENH  
1.175  
1.025  
1.225  
1.104  
0.121  
1.91  
1.3  
V
V
EN 高电平阈值电压  
EN 低电平阈值电压  
VENL  
1.15  
VENHYS  
IENp1  
V
VEN = 1.0 V  
VEN = 1.3 V  
0.35  
3
2.95  
5.5  
µA  
µA  
EN 上拉电流  
IENp2  
4.197  
反馈电压  
TJ = 25°C  
598  
597.5  
594  
600  
600  
600  
600  
602  
602.5  
602.5  
606  
mV  
mV  
mV  
mV  
TJ = 0°C 85°C  
TJ = -40°C 85°C  
TJ = 40°C 125°C  
VFB  
FB 电压  
594  
LDO 电压  
VREG5  
ILIM5  
4.58  
100  
4.7  
4.83  
200  
V
LDO 输出电压  
TJ = 40°C 125°C  
TJ = 40°C 125°C  
150  
mA  
LDO 输出电流限制  
UVLO  
4.25  
3.52  
730  
3.32  
3.24  
80  
V
V
VREG5 上升电压  
UVLO  
UVLO 阈值  
VREG5 下降电压  
mV  
V
VREG5 迟滞  
VIN 上升电压VREG5 = 4.7V  
VIN 下降电压VREG5 = 4.7V  
VIN 迟滞VREG5 = 4.7V  
UVLO,  
VREG5 =  
4.7V  
V
UVLO 阈值VREG5 = 4.7V  
mV  
MOSFET  
RDS(on)H  
TJ = 25°CVVREG5 = 4.7V  
TJ = 25°CVVREG5 = 4.7V  
7.8  
3.2  
mΩ  
mΩ  
高侧开关电阻  
低侧开关电阻  
RDS(on)L  
导通计时器控制  
VIN = 17VVOUT = 0.6VfSW  
=
SW 最短导通时间(1)  
SW 最短关断时间  
tON min  
t 关闭  
60  
ns  
ns  
1200kHz  
VFB = 0.5V  
310  
Copyright © 2023 Texas Instruments Incorporated  
Submit Document Feedback  
5
Product Folder Links: TPS56C231  
 
 
 
 
TPS56C231  
ZHCSNT8 AUGUST 2022  
www.ti.com.cn  
6.5 电气特(continued)  
TJ = 40°C 125°CVIN = 12V除非另有说明)  
参数  
条件  
最小值  
典型值  
最大值 单位  
软启动和输出放电  
内部软启动时间TJ = 40°C 至  
125°C  
tSS  
1.2  
ms  
软启动时间  
Iss  
4.9  
6
7.1  
µA  
TJ = 40°C 125°C  
软启动充电电流  
放电电阻  
RDIS  
TJ = 25°CVOUT = 0.5VVEN = 0V  
370  
Ω
电流限制  
12  
14  
14.7  
17  
16.8  
19.2  
A
A
A
A
A
A
ILIM-1 选项谷值电流  
ILIM 选项谷值电流  
ILIM-1 选项谷值电流  
ILIM 选项谷值电流  
谷值电流  
TPS56C231 电流限制低侧拉电流)  
TPS56C231L 电流限制低侧拉电流)  
IOCL  
9.775  
11.73  
11.5  
13.8  
4.9  
4
13.225  
15.87  
TPS56C231 电流限制低侧负电流)  
TPS56C231L 电流限制低侧负电流)  
INOCL  
谷值电流  
电源正常  
84%  
93%  
116%  
108%  
128  
VFB 下降故障)  
VFB 上升正常)  
VFB 上升故障)  
VFB 下降正常)  
VPGOODTH  
PGOOD 阈值  
µs  
µs  
V
从低电平到高电平的延迟  
从高电平到低电平的延迟  
IOL=4mA  
tPGOODLY  
PGOOD 延迟时间  
14  
VPG_L  
IPGLK  
0.4  
1
PGOOD 灌电流  
PGOOD 漏电流  
VPGOOD = 5.5V  
uA  
输出欠压和过压保护  
VOVP  
121%  
52  
70%  
1
OVP 阈值  
OVP 检测  
TOVPDEL  
VUVP  
µs  
OVP 响应延迟  
UVP 阈值  
断续检测  
tUVPDGL  
tUVPDEL  
tUVPEN  
热关断  
ms  
UVP 传播抗尖峰脉冲  
相对SS 时间的输出断续延迟  
相对SS 时间的输出断续使能延迟  
1
UVP 检测  
UVP 检测  
周期  
周期  
7
160  
15  
°C  
°C  
关断温度  
迟滞  
热关断阈值(1)  
TSDN  
(1) 未经生产测试  
Copyright © 2023 Texas Instruments Incorporated  
6
Submit Document Feedback  
Product Folder Links: TPS56C231  
 
TPS56C231  
ZHCSNT8 AUGUST 2022  
www.ti.com.cn  
6.6 典型特性  
TJ = 40°C 125°CVIN = 12V除非另有说明)  
154  
152  
150  
148  
146  
144  
142  
140  
11.5  
11  
10.5  
10  
9.5  
9
8.5  
8
-40  
-20  
0
20  
40  
60  
80  
100 120 140  
-40  
-20  
0
20  
40  
60  
80  
100 120 140  
Junction Temperature (°C)  
Junction Temperature (°C)  
6-1. 静态电流与温度间的关系  
6-2. 关断电流与温度间的关系  
0.602  
10.5  
10  
9.5  
9
0.601  
0.6  
0.599  
0.598  
0.597  
0.596  
0.595  
0.594  
8.5  
8
7.5  
7
6.5  
6
-40  
-40  
-20  
0
20  
40  
60  
80  
100 120 140  
-20  
0
20  
40  
60  
80  
100 120 140  
Junction Temperature (°C)  
Junction Temperature (°C)  
6-3. 基准电压与温度间的关系  
6-4. RDS(on) 与温度间的关系  
4.5  
4.3  
4.1  
3.9  
3.7  
3.5  
3.3  
3.1  
2.9  
2.7  
2.5  
6.1  
6
5.9  
5.8  
5.7  
5.6  
-40  
-20  
0
20  
40  
60  
80  
100 120 140  
-40  
-20  
0
20  
40  
60  
80  
100 120 140  
Junction Temperature (°C)  
Junction Temperature (°C)  
6-5. RDS(on) 与温度间的关系  
6-6. 软启动充电电流与温度间的关系  
Copyright © 2023 Texas Instruments Incorporated  
Submit Document Feedback  
7
Product Folder Links: TPS56C231  
 
TPS56C231  
ZHCSNT8 AUGUST 2022  
www.ti.com.cn  
6.6 典型特(continued)  
TJ = 40°C 125°CVIN = 12V除非另有说明)  
3.1  
2.8  
2.5  
2.2  
1.9  
1.6  
1.3  
1
5.1  
4.8  
4.5  
4.2  
3.9  
3.6  
3.3  
3
-40  
-20  
0
20  
40  
60  
80  
100 120 140  
-40  
-20  
0
20  
40  
60  
80  
100 120 140  
Junction Temperature (°C)  
Junction Temperature (°C)  
6-7. 使能上拉电流VEN = 1V  
6-8. 使能上拉电流VEN = 1.3V  
19  
16  
15  
14  
13  
12  
11  
10  
9
ILIM  
ILIM-1  
ILIM  
ILIM-1  
18  
17  
16  
15  
14  
13  
12  
-40  
-20  
0
20  
40  
60  
80  
100 120 140  
-40  
-20  
0
20  
40  
60  
80  
100 120 140  
Junction Temperature (°C)  
Junction Temperature (°C)  
6-9. TPS56C231 电流限制与温度间的关系  
6-10. TPS56C231L 电流限制与温度间的关系  
100  
90  
80  
70  
60  
50  
40  
30  
20  
100  
95  
90  
85  
80  
75  
70  
65  
60  
55  
50  
VIN=5V, VOUT=1.2V, 400kHz  
VIN=12V, VOUT=1.2V, 400kHz  
VIN=5V, VOUT=1.2V, 400kHz  
VIN=12V, VOUT=1.2V, 400kHz  
0.001  
0.01  
0.1  
1
10 20  
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10 11 12  
Output Current (A)  
Output Current (A)  
6-11. 效率DCM 模式fSW = 400kHz  
6-12. 效率FCCM 模式fSW = 400kHz  
Copyright © 2023 Texas Instruments Incorporated  
8
Submit Document Feedback  
Product Folder Links: TPS56C231  
TPS56C231  
ZHCSNT8 AUGUST 2022  
www.ti.com.cn  
6.6 典型特(continued)  
TJ = 40°C 125°CVIN = 12V除非另有说明)  
100  
90  
80  
70  
60  
50  
40  
100  
95  
90  
85  
80  
75  
70  
65  
60  
55  
50  
30  
20  
VIN=5V, VOUT=1.2V, 800kHz  
VIN=12V, VOUT=1.2V, 800kHz  
VIN=5V, VOUT=1.2V, 800kHz  
VIN=12V, VOUT=1.2V, 800kHz  
0.001  
0.01  
0.1  
1
10 20  
0
0
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10 11 12  
Output Current (A)  
Output Current (A)  
6-13. 效率DCM 模式fSW = 800kHz  
6-14. 效率FCCM 模式fSW = 800kHz  
100  
90  
80  
70  
60  
50  
40  
30  
20  
100  
95  
90  
85  
80  
75  
70  
65  
60  
55  
50  
VIN=5V, VOUT=1.2V, 1200kHz  
VIN=12V, VOUT=1.2V, 1200kHz  
VIN=5V, VOUT=1.2V, 1200kHz  
VIN=12V, VOUT=1.2V, 1200kHz  
0.001  
0.01  
0.1  
Output Current (A)  
1
10 20  
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10 11 12  
Output Current (A)  
6-15. 效率DCM 模式fSW = 1200kHz  
6-16. 效率FCCM 模式fSW = 1200kHz  
100  
90  
80  
70  
60  
50  
40  
30  
20  
100  
95  
90  
85  
80  
75  
70  
65  
60  
55  
50  
VIN=12V, VOUT=1.2V, 400kHz  
VIN=12V, VOUT=3.3V, 400kHz  
VIN=12V, VOUT=5V, 400kHz  
VIN=12V, VOUT=1.2V, 400kHz  
VIN=12V, VOUT=3.3V, 400kHz  
VIN=12V, VOUT=5V, 400kHz  
0.001  
0.01  
0.1  
1
10 20  
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10 11 12  
Output Current (A)  
Output Current (A)  
6-17. 效率DCM 模式fSW = 400kHz  
6-18. 效率FCCM 模式fSW = 400kHz  
Copyright © 2023 Texas Instruments Incorporated  
Submit Document Feedback  
9
Product Folder Links: TPS56C231  
TPS56C231  
ZHCSNT8 AUGUST 2022  
www.ti.com.cn  
6.6 典型特(continued)  
TJ = 40°C 125°CVIN = 12V除非另有说明)  
100  
90  
80  
70  
60  
50  
100  
95  
90  
85  
80  
75  
70  
65  
60  
55  
50  
40  
VIN=12V, VOUT=1.2V, 800kHz  
VIN=12V, VOUT=3.3V, 800kHz  
VIN=12V, VOUT=5V, 800kHz  
VIN=12V, VOUT=1.2V, 800kHz  
VIN=12V, VOUT=3.3V, 800kHz  
VIN=12V, VOUT=5V, 800kHz  
30  
20  
0.001  
0.01  
0.1  
1
10 20  
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10 11 12  
Output Current (A)  
Output Current (A)  
6-19. 效率DCM 模式fSW = 800kHz  
6-20. 效率FCCM 模式fSW = 800kHz  
100  
90  
80  
70  
60  
50  
40  
30  
20  
100  
95  
90  
85  
80  
75  
70  
65  
60  
55  
50  
VIN=12V, VOUT=1.2V, 1200kHz  
VIN=12V, VOUT=3.3V, 1200kHz  
VIN=12V, VOUT=5V, 1200kHz  
VIN=12V, VOUT=1.2V, 1200kHz  
VIN=12V, VOUT=3.3V, 1200kHz  
VIN=12V, VOUT=5V, 1200kHz  
0.001  
0.01  
0.1  
Output Current (A)  
1
10 20  
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10 11 12  
Output Current (A)  
6-21. 效率DCM 模式fSW = 1200kHz  
6-22. 效率FCCM 模式fSW = 1200kHz  
100  
90  
80  
70  
60  
50  
40  
30  
20  
10  
1.208  
1.206  
1.204  
1.202  
1.2  
Ext-5VCC, VIN=5V, VOUT=1.2V, 800kHz  
Ext-5VCC, VIN=12V, VOUT=1.2V, 800kHz  
Internal 5VCC, VIN=5V, VOUT=1.2V, 800kHz  
Internal 5VCC, VIN=12V, VOUT=1.2V, 800kHz  
1.198  
1.196  
VIN=5V, VOUT=1.2V  
VIN=12V, VOUT=1.2V  
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10 11 12  
0.001  
0.01  
0.1  
1
10 20  
Output Current (A)  
Output Current (A)  
6-24. 负载调节fSW = 800kHz  
6-23. 效率VCC 与内VCCDCM 模式fSW = 800kHz  
Copyright © 2023 Texas Instruments Incorporated  
10  
Submit Document Feedback  
Product Folder Links: TPS56C231  
TPS56C231  
ZHCSNT8 AUGUST 2022  
www.ti.com.cn  
6.6 典型特(continued)  
TJ = 40°C 125°CVIN = 12V除非另有说明)  
450  
900  
800  
700  
600  
500  
400  
300  
200  
100  
0
VIN=5V, VOUT=1.2V  
VIN=12V, VOUT=1.2V  
VIN=5V, VOUT=1.2V  
VIN=12V, VOUT=1.2V  
400  
350  
300  
250  
200  
150  
100  
50  
0
0.001  
0.01  
0.1  
Output Current (A)  
1
10 20  
0.001  
0.01  
0.1  
Output Current (A)  
1
10 20  
6-25. fSW 负载调节DCM 模式fSW = 400kHz  
6-26. fSW 负载调节DCM 模式fSW = 800kHz  
600  
1200  
VIN=5V, VOUT=1.2V  
VIN=12V, VOUT=1.2V  
1000  
800  
600  
400  
200  
0
550  
500  
450  
400  
350  
300  
VIN=5V, VOUT=1.2V  
VIN=12V, VOUT=1.2V  
0.001  
0.01  
0.1  
Output Current (A)  
1
10 20  
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10 11 12  
Output Current (A)  
6-28. fSW 负载调节FCCM 模式fSW = 400kHz  
1200  
6-27. fSW 负载调节DCM 模式fSW = 1200kHz  
900  
1150  
1100  
1050  
1000  
950  
850  
800  
750  
700  
650  
600  
550  
500  
900  
850  
800  
VIN=5V, VOUT=1.2V  
VIN=12V, VOUT=1.2V  
VIN=5V, VOUT=1.2V  
VIN=12V, VOUT=1.2V  
750  
700  
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10 11 12  
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10 11 12  
Output Current (A)  
Output Current (A)  
6-29. fSW 负载调节FCCM 模式fSW = 800kHz  
6-30. fSW 负载调节FCCM 模式fSW = 1200kHz  
Copyright © 2023 Texas Instruments Incorporated  
Submit Document Feedback  
11  
Product Folder Links: TPS56C231  
TPS56C231  
ZHCSNT8 AUGUST 2022  
www.ti.com.cn  
6.6 典型特(continued)  
TJ = 40°C 125°CVIN = 12V除非另有说明)  
600  
550  
500  
450  
400  
350  
300  
900  
850  
800  
750  
700  
650  
600  
550  
500  
VIN=12V, VOUT=1.2V  
VIN=12V, VOUT=3.3V  
VIN=12V, VOUT=5V  
VIN=12V, VOUT=1.2V  
VIN=12V, VOUT=3.3V  
VIN=12V, VOUT=5V  
250  
200  
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10 11 12  
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10 11 12  
Output Current (A)  
6-31. fSW 负载调节FCCM 模式fSW = 400kHz  
1300  
Output Current (A)  
6-32. fSW 负载调节FCCM 模式fSW = 800kHz  
500  
VIN=12V, VOUT=1.2V  
VIN=12V, VOUT=3.3V  
VIN=12V, VOUT=5V  
1200  
1100  
1000  
900  
400  
300  
200  
100  
0
VIN=12V, VOUT=1.2V  
VIN=12V, VOUT=3.3V  
VIN=12V, VOUT=5V  
800  
700  
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10 11 12  
0.001  
0.01  
0.1  
Output Current (A)  
1
10 20  
Output Current (A)  
6-33. fSW 负载调节FCCM 模式fSW = 1200kHz  
1000  
6-34. fSW 负载调节DCM 模式fSW = 400kHz  
1400  
VIN=12V, VOUT=1.2V  
VIN=12V, VOUT=3.3V  
VIN=12V, VOUT=5V  
VIN=12V, VOUT=1.2V  
VIN=12V, VOUT=3.3V  
VIN=12V, VOUT=5V  
1200  
1000  
800  
600  
400  
200  
0
800  
600  
400  
200  
0
0.001  
0.01  
0.1  
Output Current (A)  
1
10 20  
0.001  
0.01  
0.1  
Output Current (A)  
1
10 20  
6-35. fSW 负载调节DCM 模式fSW = 800kHz  
6-36. fSW 负载调节DCM 模式fSW = 1200kHz  
Copyright © 2023 Texas Instruments Incorporated  
12  
Submit Document Feedback  
Product Folder Links: TPS56C231  
TPS56C231  
ZHCSNT8 AUGUST 2022  
www.ti.com.cn  
7 详细说明  
7.1 概述  
TPS56C231x 是可在 3.8V 17V 输入电压 (VIN) 范围内运行的高密度同步降压转换器。该器件具有 7.8mΩ 和  
3.2mΩ 的集成 MOSFET可实现高达 12A 的高效率。该器件采用 D-CAP3 控制模式无需外部补偿元件即可提  
供快速瞬态响应并具有精确的反馈电压。相应的控制拓扑支持在较高负载条件下的 FCCM 运行模式与较轻负载  
条件下的 Eco-mode 运行模式之间进行无缝切换。Eco-mode 使 TPS56C231x 能够在轻负载条件下保持高效率。  
TPS56C231x 既能够适应低等效串联电(ESR) 输出电容器POSCAP SP-CAP),也能够适应超ESR  
陶瓷电容器。  
TPS56C231x 具有三种可选开关频率 (fSW)400kHz800kHz 1200kHz。这些频率有助于灵活地优化设计以  
实现更高的效率或更小的尺寸。该器件有两个可选的电流限制。所有这些选项都是通过MODE 引脚上选择合适  
的电压来进行配置。TPS56C231 具有更高OCP 来支持更高的峰值电流要求。  
TPS56C231x 有一个 4.7V 的内部 LDO 可为所有内部电路产生偏置。该器件允许利用 VREG5 引脚上的外部电压  
对这个内部 LDO 进行过驱从而提高转换器的效率。欠压锁定 (UVLO) 电路会监测 VREG5 引脚电压以便保护  
内部电路免受低输入电压的影响。该器件在 EN 引脚上有一个内部上拉电流源即使在 EN 引脚悬空的情况下也  
可以启用该器件。  
可以通过将电容器连接SS 引脚来选择软启动时间。该器件不受输出短路、欠压和过热情况的影响。  
Copyright © 2023 Texas Instruments Incorporated  
Submit Document Feedback  
13  
Product Folder Links: TPS56C231  
 
 
TPS56C231  
ZHCSNT8 AUGUST 2022  
www.ti.com.cn  
7.2 功能方框图  
PG high  
threshold  
PGOOD  
+
+
UV threshold  
+
+
UV  
OV  
PG Logic  
PG low  
threshold  
VIN  
OV threshold  
+
VREG5  
LDO  
Vref  
VREGOK  
UVLO  
+
+
+
PWM  
FB  
SS  
SS  
BOOT  
VIN  
Internal SS  
+
Control Logic  
ꢀꢁOn/Off time  
ꢀꢁMinimum On/Off  
ꢀꢁInternal/External VREG5  
ꢀꢁOVP/UVP/TSD  
ꢀꢁFCCM/SKIP  
Ripple injection  
SW  
SW  
XCON  
ꢀꢁSoft-Start  
ꢀꢁPGOOD  
One Shot  
PGND  
Ip1  
Ih  
+
+
EN  
OCL  
+
+
ZC  
Light Load Operation/  
Current Limit/  
Switching Frequency  
Mode  
NOCL  
THOK  
+
OT threshold  
Discharge Control  
Copyright © 2023 Texas Instruments Incorporated  
14  
Submit Document Feedback  
Product Folder Links: TPS56C231  
 
TPS56C231  
ZHCSNT8 AUGUST 2022  
www.ti.com.cn  
7.3 特性说明  
7.3.1 PWM 运行D-CAP3 控制模式  
TPS56C231x 使用自适应导通时间 PWM 控制及专有 D-CAP3 控制模式运行该模式可实现较少的外部元件数量  
以及快速负载瞬态响应同时保持良好的输出电压精度。在每个开关周期开始时MOSFET 都会在内部一次  
性计时器设置的导通时间内导通。该导通时间是根据转换器的输入电压、转换器的输出电压和伪固定频率设置  
因此这种类型的控制拓扑称为自适应导通时间控制。在反馈电压 (VFB) 降至低于内部基准电压 (VREF) ,  
一次性计时器复位并再次开启。产生的输出斜坡将馈送到 FB 引脚来模拟输出电压纹波因此能够支持使用 ESR  
非常低的输出电容器例如多层陶瓷电容器 (MLCC)D-CAP3 控制模式拓扑不需要外部电流检测网络或环路补  
偿。  
TPS56C231x 包含一个误差放大器可使输出电压变得非常准确。该误差放大器在其他类型的 D-CAP3 控制模式  
中不存在。对于任何内部补偿的控制拓扑它可以支持一系列输出滤波器。与 TPS56C231x 配合使用的输出滤波  
器是低L-C 电路。L-C 滤波器具有方程1 中所示的双极点。  
1
¦
=
P
2´ p´ LOUT ´ COUT  
(1)  
在低频率下整体环路增益是由输出设定点电阻分压器网络TPS56C231x 的内部增益设定的。低L-C 双极点  
具有 180 度同相压降。在输出滤波器频率下增益以每十倍频程 –40dB 的速率滚降且相位快速下降。内部纹  
波生成网络引入了高频零点可将增益滚降从每十倍频程 –40dB 降低到 –20dB并将相位增加到零点频率之上  
每十倍频90°。内部纹波注入高频零点根据所选的开关频率进行更改7-1 所示。为输出滤波器选择的电感  
器和电容器必须确保双极位置足够靠近高频零点以便由该高频零点提供的相位提升可提供足够的相位裕度来满  
足稳定性要求。整个系统的交叉频率通常必须低于开关频(fSW) 的五分之一。  
7-1. 纹波注入零点  
开关频(kHz)  
零点位(kHz)  
400  
800  
17.8  
27.1  
29.8  
1200  
7.3.2 Eco-mode 控制  
TPS56C231x 采用 Eco-mode 控制设计可提高轻负载条件下的效率。可以使用 MODE 引脚选择此选项表  
7-2 所示。当输出电流随着重负载条件降低时电感器电流也会降低。如果输出电流减小到足够程度电感器电流  
的谷值将达到零电平这是连续导通模式和不连续导通模式之间的边界。当检测到电感器电流为零时低侧  
MOSFET 会关断。随着负载电流进一步降低转换器会进入不连续导通模式。导通时间与连续导通模式下的导通  
时间大致相同。关断时间会增加因为在负载电流较小时对输出进行放电需要更长时间。使用方程式 2 可计算转  
Eco-mode 运行状态时的轻负载电(IOUT(LL))。  
(V -VOUT ) × VOUT  
1
IN  
IOUT(LL)  
=
×
2 × LOUT × FSW  
V
IN  
(2)  
确定应用要求后在设计中采用的输出电感 (LOUT)应使电感器峰峰值纹波电流大约介于 IOUT(max)应用中的峰  
值电流20% 30% 之间。适当调整电感器的大小使谷值电流不会达到负低侧电流限值。  
7.3.3 4.7V LDO  
VREG5 引脚是内4.7V 线性稳压器的输出为所有内部电路MOSFET 栅极驱动器产生偏置。必须使4.7µF  
电容器将 VREG5 引脚旁路掉。高于 LDO 内部输出电压的外部电压可以覆盖内部 LDO在检测到更高电压后将  
其切换至外部电源轨。此操作可以提高转换器的效率因为静态电流现在从这个外部电源轨而不是从输入电源流  
出。UVLO 电路监测 VREG5 引脚电压并在 VREG5 降至低于 UVLO 阈值时禁用输出。在 VREG5 电源轨上使  
用外部偏置时可以采用任何上电和断电时序但必须了解的是如果 VREG5 电源轨上有放电路径可以从  
Copyright © 2023 Texas Instruments Incorporated  
Submit Document Feedback  
15  
Product Folder Links: TPS56C231  
 
 
 
 
TPS56C231  
ZHCSNT8 AUGUST 2022  
www.ti.com.cn  
VREG5 拉取高LDO 内部电流限(ILIM5) 的电流VREG5 LDO 关闭从而关TPS56C231x 的输出。  
如果不存在这种情况并且外部 VREG5 电源轨关闭VREG5 电压将在几纳秒内切换到内部 LDO 电压通常  
4.7V。  
7.3.4 模式选择  
TPS56C231x 有一个 MODE 引脚可基于电流限制、开关频率和轻负载运行情况的组合提供 12 种不同的运行状  
态。该器件可分别在两个不同的电流限制ILIM-1 ILIM下运行12A 的连续电流输出。  
TPS56C231x 旨在将电感器的谷值电流与电流限制阈值进行比较因此请务必了解输出电流比谷值电流高出纹波  
电流的一半。以 TPS56C231 为例选择 ILIM 电流限制后OCL 阈值的最小值为 14A这意味着需要最小值为  
2A 的峰峰值电感器纹波电流才能从转换器中汲15A 的电流而不进入过流状态。  
TPS56C231x 可以在 400kHz800kHz 1200kHz 三种不同频率下运行还可以在 Eco-mode FCCM 模式之  
间进行选择。在 Eco-mode TPS56C231x DCM不连续导通模式运行在轻负载条件下效率很高。在  
FCCM 模式下TPS56C231x 以强制 PWM强制连续导通模式运行其输出电压纹波很小。该器件在启动期  
间读取 MODE 引脚上的电压并锁存至7-2 中列出的 MODE 选项之一。可通过将 MODE 引脚连接到 VREG5  
AGND 之间连接的电阻分压器的中心抽头来设置该引脚上的电压。1% 电阻中的顶部电阻 (RM_H) 和底部电阻  
(RM_L) 的指南如7-2 所示。确MODE 引脚的电压仅源自 VREG5 电源轨因为在内部会以该电压为基准来检  
MODE 选项。MODE 引脚设置只能通VIN 下电上电进行复位。  
7-2. MODE 引脚电阻设置  
RM_L (kΩ)  
RM_H (kΩ)  
300  
200  
160  
120  
200  
180  
150  
120  
91  
(kHz)  
400  
轻负载运行  
FCCM  
FCCM  
FCCM  
FCCM  
FCCM  
FCCM  
DCM  
电流限值  
ILIM-1  
ILIM  
5.1  
10  
20  
20  
51  
51  
51  
51  
51  
51  
51  
51  
400  
ILIM-1  
ILIM  
800  
800  
ILIM-1  
ILIM  
1200  
1200  
400  
ILIM-1  
ILIM  
DCM  
400  
DCM  
ILIM-1  
ILIM  
800  
82  
DCM  
800  
62  
DCM  
ILIM-1  
ILIM  
1200  
1200  
51  
DCM  
7-1 显示了 EN 引脚电压超过 EN 导通阈值后器件的典型启动序列。在 VREG5 引脚上的电压超过 UVLO 上升  
阈值后读取第一个 MODE 设置需要 144μs从完成 MODE 到软启动的最大值约180μs。完成对 MODE 设  
置的读取后输出电压开始出现斜坡。  
Copyright © 2023 Texas Instruments Incorporated  
16  
Submit Document Feedback  
Product Folder Links: TPS56C231  
 
TPS56C231  
ZHCSNT8 AUGUST 2022  
www.ti.com.cn  
VIN  
EN  
EN Threshold  
1.225 V for Buck  
EN Threshold  
0.8 V for VREG5  
UVLO  
VREG5  
tss (1.2ms)  
MODE  
144us  
180us  
1ms  
VOUT  
PGOOD  
7-1. 上电序列  
7.3.5 软启动和预偏置软启动  
TPS56C231x 具有 1.2ms 内部软启动时间以及可通过在 SS 引脚上连接电容器来设置的外部可调软启动时间。  
EN 引脚变为高电平时软启动充电电(ISS) 开始SS AGND 之间连接的外部电容器 (CSS) 充电。该器件  
会跟踪内部软启动电压或外部软启动电压的较低者作为基准。方程3 是软启动时(tSS) 的公式:  
CSS × VREF  
TSS(S)  
=
ISS  
(3)  
其中  
VREF 0.6VISS 6μA。  
如果输出电容器在启动时预偏置器件将开始切换只有在内部基准电压大于反馈电压 VFB 时才会开始逐步升  
高。此方案可确保转换器顺畅上升至调节点。  
7.3.6 使能端和可调UVLO  
EN 引脚控制器件的导通和关断。当 EN 引脚电压高于大约 1.2V 的导通阈值时器件开始开关EN 引脚电压  
降至低于大约 1.1V 的关断阈值时器件停止开关。如果在用户应用中分别需要不同的导通 (VSTART) 和关断阈值  
(VSTOP)则可以如7-2 所示通过在 VIN EN 之间连接电阻分压器来配置 EN 引脚。EN 引脚有一个上拉电流  
Ip1用于设置引脚悬空时的默认状态。EN 引脚电压超过导通阈值时该电流会增加到 Ip2。可使用方程式 4 和  
方程5 UVLO 阈值。  
Copyright © 2023 Texas Instruments Incorporated  
Submit Document Feedback  
17  
Product Folder Links: TPS56C231  
 
 
TPS56C231  
ZHCSNT8 AUGUST 2022  
www.ti.com.cn  
IC  
VIN  
R1  
R2  
Ip1  
Ih  
EN  
7-2. 可调VIN 欠压锁定  
æ
ç
è
ö
÷
ø
VENFALLING  
VSTART  
- VSTOP  
VENRISING  
R1 =  
æ
ö
÷
ø
VENFALLING  
I
1-  
+ I  
p1 ç  
h
VENRISING  
è
(4)  
(5)  
R1´ VENFALLING  
STOP - VENFALLING +R1 Ip2  
R2 =  
V
其中  
Ip2 4.197μA。  
Ip1 1.91μA。  
Ih 2.287µA。  
VENRISING 1.225V。  
VENFALLING 1.104V。  
7.3.7 电源正常  
电源正常 (PGOOD) 引脚为开漏输出。当 FB 引脚电压介于内部基准电压 (VREF) 93% 108% 之间后,  
PGOOD 变为无效并在 14μs 的抗尖峰脉冲时间后悬空。TI 建议使用 10kΩ 的上拉电阻将其上拉至 VREG5。  
FB 引脚电压低VUVP 或高VOVP 阈值时、发生热关断时或在软启动期间PGOOD 引脚下拉至低电平。  
7.3.8 过流保护和欠压保护  
使用逐周期谷值检测控制电路来实现输出过流限制 (OCL)。在关断状态期间会监测开关电流方法是测量低侧  
FET 漏源电压。此电压与开关电流成正比。在高侧 FET 开关导通期间开关电流以线性速率增加此速率由以下  
各项决定:  
• 输入电压  
• 输出电压  
• 导通时间  
• 输出电感值  
在低FET 开关的导通阶段此电流以线性方式下降。开关电流的平均值是负载电流 IOUT。如果测得的低FET  
的漏源电压高于与电流限制成正比的电压则低侧 FET 将保持导通状态直到电流电平变为低于 OCL 电平这  
会降低可用的输出电流。当电流受到限制时输出电压往往会下降因为负载需求高于转换器可以支持的水平。  
当输出电压降至低于目标电压的 70% UVP 比较器会检测到这种情况并在等待 1ms 后关断器件而器件将在  
Copyright © 2023 Texas Instruments Incorporated  
18  
Submit Document Feedback  
Product Folder Links: TPS56C231  
 
 
 
TPS56C231  
ZHCSNT8 AUGUST 2022  
www.ti.com.cn  
7ms 的断续时间后重新启动。在这种类型的谷值检测控制中负载电流OCL 阈值高出一半的峰峰值电感器纹波  
电流。过流状况消除后输出电压将恢复为调节值。如果在启动期间发生 OCL 情况则器件会立即进入断续模  
而不会1ms 的等待时间。  
7.3.9 UVLO 保护  
欠压锁定 (UVLO) 保护功能会监测内部 VREG5 稳压器电压。如果 VREG5 电压低于 UVLO 阈值电压器件会关  
断。这是非闩锁保护。  
7.3.10 热关断  
此器件监测内部内核温度。如果此温度超过热关断阈值TSDN通常为 160°C),器件将关断。此保护是非闩锁  
保护。在启动期间如果器件温度高于 160°C则器件不会开始开关也不会加载 MODE 设置。如果器件在启动  
后温度高于 TSDN 阈值则会停止开关并使 SS 复位接地还会开启内部放电开关以快速对输出电压放电。当温度  
低于热关断阈值时器件会重新开始开关但不会再次重新加MODE 设置。  
7.3.11 输出电压放电  
该器件具有一个 370的放电开关可在发生如输出过压、输出欠压、TSD 以及 VREG5 电压低于 UVLO EN  
引脚电(VEN) 低于导通阈值等此类故障时SW 节点对输VOUT 放电。  
7.4 器件功能模式  
7.4.1 轻负载运行  
当选择 MODE 引脚在 FCCM 模式下运行时转换器将在轻负载条件下以连续导通模式 (FCCM) 运行。在 FCCM  
期间开关频(fSW) 在整个负载范围内维持在一个几乎恒定的水平因此适用于需要严格控制开关频率和输出电  
压纹波的应用但其代价是轻负载条件下的效率较低。如果选择 MODE 引脚Eco-mode 下运行则器件会在电  
感器纹波电流的谷值过零后进入脉冲跳跃模式。Eco-mode 可在轻负载条件下以较低的开关频率保持较高的效率。  
7.4.2 待机运行  
TPS56C231x EN 引脚拉至低电平可进入待机模式。该器件在待机状态下的关断电流约9μA。  
Copyright © 2023 Texas Instruments Incorporated  
Submit Document Feedback  
19  
Product Folder Links: TPS56C231  
 
TPS56C231  
ZHCSNT8 AUGUST 2022  
www.ti.com.cn  
8 应用和实施  
备注  
以下应用部分中的信息不属于 TI 元件规格TI 不担保其准确性和完整性。TI 的客户负责确定元件是否  
适合其用途以及验证和测试其设计实现以确认系统功能。  
8.1 应用信息  
8-1 的原理图展示了 TPS56C231x 的典型应用。此设计可将 4.5V 17 V 的输入电压范围降压转换为 1.2 V,  
最大输出电流12 A。  
8.2 典型应用  
U1  
VIN = 4.5 V - 17 V  
VIN  
R10  
0
C9 0.1µF  
2
11  
1
VIN  
VIN  
VIN  
BOOT  
L1  
C1  
0.1µF  
C2  
0.1µF  
C3  
22µF  
C4  
22µF  
C5  
22µF  
C6  
22µF  
EN  
15  
16  
6
7
EN  
SW  
SW  
VOUT  
VOUT = 1.2 V  
SW  
VOUT  
680nH  
R6  
0
R3  
C11  
C12  
C13  
C14  
PG  
PGOOD  
13  
FB  
R7  
10.0k  
47µF  
47µF  
47µF  
47µF  
10.0k  
FB  
3
4
5
8
9
10  
PGND  
PGND  
PGND  
PGND  
PGND  
PGND  
R8  
0
C10  
56pF  
17  
18  
14  
VREG5  
MODE  
VREG5  
MODE  
SS  
R4  
R9  
10.0k  
82.0k  
SS  
R5  
51.0k  
12  
C8  
4.7uF  
0.047µF  
C7  
AGND  
8-1. 应用原理图  
8.2.1 设计要求  
8-1. 设计参数  
工作条件  
参数  
最小值  
典型值  
1.2  
最大值  
单位  
VOUT  
V
A
输出电压  
输出电流  
瞬态响应  
输入电压  
IOUT  
12  
40  
12  
20  
mV  
V
ΔVOUT  
VIN  
4.5  
17  
VOUT(ripple)  
mV(P-P)  
输出电压纹波  
启动输入电压  
停止输入电压  
开关频率  
V
V
UVLO  
UVLO  
800  
输入电压上升  
输入电压下降  
fSW  
kHz  
DCM  
工作模式  
TA  
25  
°C  
环境温度  
8.2.2 详细设计过程  
8.2.2.1 外部组件选择  
8.2.2.1.1 输出电压设定点  
要更改应用的输出电压请更改上部反馈电阻的阻值。通过更改此电阻用户可以将输出电压更改为高于 0.6V。  
请参阅方程6。  
æ
ö
RUPPER  
VOUT = 0.6´ 1+  
ç
÷
RLOWER ø  
è
(6)  
Copyright © 2023 Texas Instruments Incorporated  
20  
Submit Document Feedback  
Product Folder Links: TPS56C231  
 
 
 
 
 
TPS56C231  
ZHCSNT8 AUGUST 2022  
www.ti.com.cn  
8.2.2.1.2 开关频率MODE 选择  
开关频率、电流限制和开关模式DCM FCCM由连接到 MODE 引脚并位于 VREG5 GND 之间的分压器  
进行设置。请参阅7-2了解可能的 MODE 引脚配置。开关频率的选择是在更高效率和更小系统解决方案尺寸  
之间进行权衡的结果。较低的开关频率可实现较高的总体效率但外部元件相对较大。较高的开关频率会导致额  
外的开关损耗从而影响效率和热性能。此设计中选择 800kHz 作为开关频率。开关模式为 DCM输出电流为  
12A。  
8.2.2.1.3 电感器选择  
电感纹波电流通过输出电容器进行滤波。较高的电感器纹波电流意味着输出电容器的纹波电流额定值必须高于电  
感器纹波电流。请参阅8-2了解建议的电感器值。  
可使用方程7 方程8 计算流经电感器RMS 电流和峰值电流。确保电感器的额定值能够处理这些电流。  
æ
2 ö  
÷
÷
÷
ø
æ
ç
ö
÷
VOUT × V  
- VOUT  
(
× LOUT × FSW  
IN(max)  
)
1
IN(max)  
ç 2  
I
IL(rms)=  
+
×
OUT  
ç
ç
è
÷
ø
12  
V
ç
è
(7)  
(8)  
IOUT(ripple)  
I
= IOUT  
+
L(peak)  
2
在瞬态、短路条件下电感器电流可能会增至器件的电流限值因此可以安全地选择饱和电流高于电流限制条件  
下的峰值电流的电感器。  
8.2.2.1.4 输出电容器选型  
选择电感器后必须优化输出电容器。在 D-CAP3 控制模式下稳压器会在一个周期内对占空比的变化作出反  
因此无需大量输出电容即可实现良好的瞬态性能。8-2 给出了建议的输出电容范围。  
陶瓷电容器具有非常低ESR否则电容器的最ESR 必须小VOUT(ripple) / IOUT(ripple)  
8-2. 建议的元件值  
VOUT (V)  
fSW (kHz)  
400  
LOUT (µH)  
0.68  
0.47  
0.33  
1.2  
COUT(min) (µF)  
COUT(max) (µF)  
500  
CFF (pF)  
RLOWER (kΩ)  
RUPPER (kΩ)  
300  
100  
88  
0.6  
10  
0
800  
500  
1200  
400  
500  
100  
88  
500  
1.2  
3.3  
10  
10  
10  
800  
0.68  
0.47  
2.4  
500  
1200  
400  
88  
500  
88  
500  
100 220  
100 220  
100 220  
100 220  
100 220  
100 220  
45.3  
800  
1.5  
88  
500  
1200  
400  
1.2  
88  
500  
3.3  
88  
500  
5.5  
10  
82.5  
800  
2.4  
88  
500  
1200  
1.5  
88  
700  
8.2.2.1.5 输入电容器选型  
方程9 给出了所需的最小输入电容。  
IOUT×VOUT  
CIN(min)  
=
V
INripple×V ×FSW  
IN  
(9)  
Copyright © 2023 Texas Instruments Incorporated  
Submit Document Feedback  
21  
Product Folder Links: TPS56C231  
 
 
 
 
TPS56C231  
ZHCSNT8 AUGUST 2022  
www.ti.com.cn  
TI 建议在输入电压引脚上使用 40µF 的高质量 X5R X7R 输入去耦电容器。输入电容器上的额定电压必须高于  
最高输入电压。电容器的纹波电流额定值也必须大于应用的最大输入电流纹波。可使用方程10 计算输入纹波电  
:  
VIN(min)-VOUT  
(
)
VOUT  
ICIN(rms) = IOUT ×  
×
VIN(min)  
VIN(min)  
(10)  
Copyright © 2023 Texas Instruments Incorporated  
22  
Submit Document Feedback  
Product Folder Links: TPS56C231  
 
TPS56C231  
ZHCSNT8 AUGUST 2022  
www.ti.com.cn  
8.2.3 应用曲线  
VIN = 12VTa = 25°C除非另有说明。  
100  
90  
80  
70  
60  
50  
40  
30  
20  
1.206  
1.205  
1.204  
1.203  
1.202  
1.201  
1.2  
1.199  
1.198  
1.197  
1.196  
0.001  
0.01  
0.1  
1
10 20  
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10 11 12  
Output Current (A)  
Output Current (A)  
8-3. 负载调整率  
8-2. 效率  
8-4. 输出电压纹波IOUT = 10mA=  
80μS/div  
8-5. 输出电压纹波IOUT = 12A= 1μS/div  
8-6. 相对EN 上升的启动= 2ms/div  
8-7. 相对EN 下降的关断= 200μS/div  
Copyright © 2023 Texas Instruments Incorporated  
Submit Document Feedback  
23  
Product Folder Links: TPS56C231  
TPS56C231  
ZHCSNT8 AUGUST 2022  
www.ti.com.cn  
8-8. 瞬态响应负载阶= 3A 9A 3A压摆  
率设= 2.5A/μS= 100μS/div  
8-9. 瞬态响应负载阶= 1.2A 10.8A –  
1.2A压摆率设= 2.5A/μS= 100μS/div  
8.3 电源相关建议  
TPS56C231x 旨在由经过良好调节的直流电压供电。输入电压范围为 3.8V 17VTPS56C231x 是降压转换  
器。输入电源电压必须大于所需的输出电压才能确保正常运行。输入电源电流必须适合所需的输出电流。如果  
输入电压电源远TPS56C231x 电路TI 建议使用一些额外的输入大容量电容。典型值100µF 470µF。  
8.4 布局  
8.4.1 布局指南  
• 采用四层或六PCB 获得良好的热性能和更大的接地平面。例如使用具2oz 覆铜3 × 3 英寸四层  
PCB。  
VINPGND SW 布线必须尽可能宽以便降低布线阻抗并改善散热。  
IC 的每一侧放置相同的电容器。将这些电容器放置在每VIN PGND 引脚之间尽可能PCB 同一侧  
靠近器件放置。  
• 在两VIN 引脚附近使用过孔并通过内部层在它们之间提供低阻抗连接。  
• 在两PGND 引脚附近使用多个过孔并使用器件正下方的层将它们连接在一起这有助于尽可能降低噪声  
和提升散热。  
• 内1 PGND AGND 的网带进行接地。  
• 内2 VIN 覆铜经由其过孔通向顶VIN。  
• 底层通BOOT 布线进行接地。  
• 将基准反馈连接到静默AGND 并远离开关节点。还应使反馈电阻器和前馈电容器靠IC。  
Copyright © 2023 Texas Instruments Incorporated  
24  
Submit Document Feedback  
Product Folder Links: TPS56C231  
 
 
TPS56C231  
ZHCSNT8 AUGUST 2022  
www.ti.com.cn  
8.4.2 布局示例  
Rlower  
Css  
CVREG5  
MO  
DE  
RM_H  
RM_L  
OOT  
Top Line  
VIN Plane  
Bottom Line  
SW Plane  
GND Plane  
VOUT Plane  
8-10. 布局示例  
Copyright © 2023 Texas Instruments Incorporated  
Submit Document Feedback  
25  
Product Folder Links: TPS56C231  
TPS56C231  
ZHCSNT8 AUGUST 2022  
www.ti.com.cn  
9 器件和文档支持  
9.1 器件支持  
9.1.1 第三方产品免责声明  
TI 发布的与第三方产品或服务有关的信息不能构成与此类产品或服务或保修的适用性有关的认可不能构成此  
类产品或服务单独或与任TI 产品或服务一起的表示或认可。  
9.2 接收文档更新通知  
要接收文档更新通知请导航至 ti.com 上的器件产品文件夹。点击订阅更新 进行注册即可每周接收产品信息更  
改摘要。有关更改的详细信息请查看任何已修订文档中包含的修订历史记录。  
9.3 支持资源  
TI E2E支持论坛是工程师的重要参考资料可直接从专家获得快速、经过验证的解答和设计帮助。搜索现有解  
答或提出自己的问题可获得所需的快速设计帮助。  
链接的内容由各个贡献者“按原样”提供。这些内容并不构成 TI 技术规范并且不一定反映 TI 的观点请参阅  
TI 《使用条款》。  
9.4 商标  
D-CAP3, HotRod, and TI E2Eare trademarks of Texas Instruments.  
所有商标均为其各自所有者的财产。  
9.5 静电放电警告  
静电放(ESD) 会损坏这个集成电路。德州仪(TI) 建议通过适当的预防措施处理所有集成电路。如果不遵守正确的处理  
和安装程序可能会损坏集成电路。  
ESD 的损坏小至导致微小的性能降级大至整个器件故障。精密的集成电路可能更容易受到损坏这是因为非常细微的参  
数更改都可能会导致器件与其发布的规格不相符。  
9.6 术语表  
TI 术语表  
本术语表列出并解释了术语、首字母缩略词和定义。  
10 机械、封装和可订购信息  
下述页面包含机械、封装和订购信息。这些信息是指定器件可用的最新数据。数据如有变更恕不另行通知且  
不会对此文档进行修订。有关此数据表的浏览器版本请查阅左侧的导航栏。  
Copyright © 2023 Texas Instruments Incorporated  
26  
Submit Document Feedback  
Product Folder Links: TPS56C231  
 
 
 
 
 
 
 
 
PACKAGE OPTION ADDENDUM  
www.ti.com  
2-Nov-2022  
PACKAGING INFORMATION  
Orderable Device  
Status Package Type Package Pins Package  
Eco Plan  
Lead finish/  
Ball material  
MSL Peak Temp  
Op Temp (°C)  
Device Marking  
Samples  
Drawing  
Qty  
(1)  
(2)  
(3)  
(4/5)  
(6)  
TPS56C231LRNNR  
TPS56C231RNNR  
ACTIVE  
ACTIVE  
VQFN-HR  
VQFN-HR  
RNN  
RNN  
18  
18  
3000 RoHS & Green  
3000 RoHS & Green  
NIPDAU  
Level-2-260C-1 YEAR  
Level-2-260C-1 YEAR  
-40 to 125  
-40 to 125  
C231L  
56C231  
Samples  
Samples  
NIPDAU  
(1) The marketing status values are defined as follows:  
ACTIVE: Product device recommended for new designs.  
LIFEBUY: TI has announced that the device will be discontinued, and a lifetime-buy period is in effect.  
NRND: Not recommended for new designs. Device is in production to support existing customers, but TI does not recommend using this part in a new design.  
PREVIEW: Device has been announced but is not in production. Samples may or may not be available.  
OBSOLETE: TI has discontinued the production of the device.  
(2) RoHS: TI defines "RoHS" to mean semiconductor products that are compliant with the current EU RoHS requirements for all 10 RoHS substances, including the requirement that RoHS substance  
do not exceed 0.1% by weight in homogeneous materials. Where designed to be soldered at high temperatures, "RoHS" products are suitable for use in specified lead-free processes. TI may  
reference these types of products as "Pb-Free".  
RoHS Exempt: TI defines "RoHS Exempt" to mean products that contain lead but are compliant with EU RoHS pursuant to a specific EU RoHS exemption.  
Green: TI defines "Green" to mean the content of Chlorine (Cl) and Bromine (Br) based flame retardants meet JS709B low halogen requirements of <=1000ppm threshold. Antimony trioxide based  
flame retardants must also meet the <=1000ppm threshold requirement.  
(3) MSL, Peak Temp. - The Moisture Sensitivity Level rating according to the JEDEC industry standard classifications, and peak solder temperature.  
(4) There may be additional marking, which relates to the logo, the lot trace code information, or the environmental category on the device.  
(5) Multiple Device Markings will be inside parentheses. Only one Device Marking contained in parentheses and separated by a "~" will appear on a device. If a line is indented then it is a continuation  
of the previous line and the two combined represent the entire Device Marking for that device.  
(6)  
Lead finish/Ball material - Orderable Devices may have multiple material finish options. Finish options are separated by a vertical ruled line. Lead finish/Ball material values may wrap to two  
lines if the finish value exceeds the maximum column width.  
Important Information and Disclaimer:The information provided on this page represents TI's knowledge and belief as of the date that it is provided. TI bases its knowledge and belief on information  
provided by third parties, and makes no representation or warranty as to the accuracy of such information. Efforts are underway to better integrate information from third parties. TI has taken and  
continues to take reasonable steps to provide representative and accurate information but may not have conducted destructive testing or chemical analysis on incoming materials and chemicals.  
TI and TI suppliers consider certain information to be proprietary, and thus CAS numbers and other limited information may not be available for release.  
In no event shall TI's liability arising out of such information exceed the total purchase price of the TI part(s) at issue in this document sold by TI to Customer on an annual basis.  
Addendum-Page 1  
PACKAGE OPTION ADDENDUM  
www.ti.com  
2-Nov-2022  
Addendum-Page 2  
PACKAGE OUTLINE  
RNN0018A  
VQFN-HR - 1 mm max height  
SCALE 3.200  
PLASTIC QUAD FLATPACK - NO LEAD  
3.6  
3.4  
B
A
PIN 1 INDEX AREA  
3.6  
3.4  
30.000  
ALTERNATE PIN 1 ID SHAPE  
1.0  
0.8  
C
SEATING PLANE  
0.08 C  
0.05  
0.00  
0.6  
1.0  
0.9  
8X  
0.35  
0.25  
2X  
(0.2) TYP  
7
6
8
5
4X 0.55  
0.3  
0.2  
6X  
2.5  
2X  
2X 0.65  
2.3  
PKG  
2X  
0.925  
0.45  
0.35  
12  
8X  
2X  
1
2X 0.575  
SEE ALTERNATE  
PIN 1 ID DETAIL  
18  
13  
0.3  
0.2  
SYMM  
0.45  
0.35  
7X  
0.1  
0.05  
C B A  
5X 0.5  
2.5  
0.45  
0.35  
C
ALL PADS  
4222688/E 03/2021  
NOTES:  
1. All linear dimensions are in millimeters. Any dimensions in parenthesis are for reference only. Dimensioning and tolerancing  
per ASME Y14.5M.  
2. This drawing is subject to change without notice.  
www.ti.com  
EXAMPLE BOARD LAYOUT  
RNN0018A  
VQFN-HR - 1 mm max height  
PLASTIC QUAD FLATPACK - NO LEAD  
(2.5)  
2X (1.65)  
5X (0.5)  
SYMM  
18  
13  
8X (0.6)  
(1.65)  
8X (0.25)  
(R0.05) TYP  
1
EXPOSED METAL  
TYP  
12  
2X (0.925)  
2X (0.4)  
11  
2X (0.35)  
2
PKG  
0.000  
2X  
(2.6)  
2X (0.3)  
(0.65)  
2X (0.85)  
8
2X (1.4)  
5
6X (0.25)  
8X (1.15)  
6
7
2X (0.3)  
2X (0.3)  
8X (1.375)  
LAND PATTERN EXAMPLE  
SOLDER MASK DEFINED  
EXPOSED METAL SHOWN  
SCALE:25X  
0.05 MIN  
ALL AROUND  
0.05 MAX  
ALL AROUND  
METAL UNDER  
SOLDER MASK  
METAL EDGE  
SOLDER MASK  
OPENING  
EXPOSED  
METAL  
EXPOSED  
METAL  
SOLDER MASK  
OPENING  
NON SOLDER MASK  
DEFINED  
SOLDER MASK DEFINED  
SOLDER MASK DETAILS  
(PREFERRED)  
4222688/E 03/2021  
NOTES: (continued)  
3. This package is designed to be soldered to a thermal pad on the board. For more information, see Texas Instruments literature  
number SLUA271 (www.ti.com/lit/slua271).  
4. Solder mask tolerances between and around signal pads can vary based on board fabrication site.  
www.ti.com  
EXAMPLE STENCIL DESIGN  
RNN0018A  
VQFN-HR - 1 mm max height  
PLASTIC QUAD FLATPACK - NO LEAD  
(2.5)  
(1.65)  
5X (0.5)  
SYMM  
13  
18  
8X (0.6)  
(1.65)  
8X (0.25)  
1
EXPOSED  
METAL, TYP  
2X (0.925)  
2X (0.36)  
12  
6X (0.3)  
2
11  
2X (0.35)  
(0.2825)  
PKG  
0.000  
6X  
(0.733)  
2X (0.3)  
(0.651)  
2X (0.85)  
2X (1.4)  
8
5
(1.585)  
6X (0.25)  
8X (1.15)  
EXPOSED METAL  
TYP  
EXPOSED METAL  
TYP  
7
6
8X (1.375)  
(R0.05) TYP  
(0.3) TYP  
SOLDER PASTE EXAMPLE  
BASED ON 0.125 mm THICK STENCIL  
PRINTED SOLDER COVERAGE BY AREA UNDER PACKAGE  
PADS 6 & 7: 83% - PADS 2 & 11: 90%  
SCALE:30X  
4222688/E 03/2021  
NOTES: (continued)  
5. For alternate stencil design recommendations, see IPC-7525 or board assembly site preference.  
www.ti.com  
重要声明和免责声明  
TI“按原样提供技术和可靠性数据(包括数据表)、设计资源(包括参考设计)、应用或其他设计建议、网络工具、安全信息和其他资源,  
不保证没有瑕疵且不做出任何明示或暗示的担保,包括但不限于对适销性、某特定用途方面的适用性或不侵犯任何第三方知识产权的暗示担  
保。  
这些资源可供使用 TI 产品进行设计的熟练开发人员使用。您将自行承担以下全部责任:(1) 针对您的应用选择合适的 TI 产品,(2) 设计、验  
证并测试您的应用,(3) 确保您的应用满足相应标准以及任何其他功能安全、信息安全、监管或其他要求。  
这些资源如有变更,恕不另行通知。TI 授权您仅可将这些资源用于研发本资源所述的 TI 产品的应用。严禁对这些资源进行其他复制或展示。  
您无权使用任何其他 TI 知识产权或任何第三方知识产权。您应全额赔偿因在这些资源的使用中对 TI 及其代表造成的任何索赔、损害、成  
本、损失和债务,TI 对此概不负责。  
TI 提供的产品受 TI 的销售条款ti.com 上其他适用条款/TI 产品随附的其他适用条款的约束。TI 提供这些资源并不会扩展或以其他方式更改  
TI 针对 TI 产品发布的适用的担保或担保免责声明。  
TI 反对并拒绝您可能提出的任何其他或不同的条款。IMPORTANT NOTICE  
邮寄地址:Texas Instruments, Post Office Box 655303, Dallas, Texas 75265  
Copyright © 2023,德州仪器 (TI) 公司  

相关型号:

TPS57040-Q1

0.5-A 42-V STEP-DOWN SWIFT™ DC/DC CONVERTER WITH Eco-mode™
TI

TPS57040QDGQRQ1

0.5-A 42-V STEP-DOWN SWIFT™ DC/DC CONVERTER WITH Eco-mode™
TI

TPS57040QDRCRQ1

0.5-A 42-V STEP-DOWN SWIFT™ DC/DC CONVERTER WITH Eco-mode™
TI

TPS57060-Q1

具有 Eco-Mode™ 的汽车类 3.5V 至 60V、500mA 降压转换器
TI

TPS57060QDGQRQ1

具有 Eco-Mode™ 的汽车类 3.5V 至 60V、500mA 降压转换器 | DGQ | 10 | -40 to 125
TI

TPS57060QDRCRQ1

具有 Eco-Mode™ 的汽车类 3.5V 至 60V、500mA 降压转换器 | DRC | 10 | -40 to 125
TI

TPS57112-Q1

2.95-V to 6-V Input, 2-A Output, 2-MHz, Synchronous Step-Down Switcher With Integrated FETs ( SWIFT™)
TI

TPS57112C-Q1

汽车 2.95V 至 6V、2A、2MHz 同步降压转换器
TI

TPS57112CQRTERQ1

汽车 2.95V 至 6V、2A、2MHz 同步降压转换器 | RTE | 16 | -40 to 125
TI

TPS57112QRTERQ1

2.95-V to 6-V Input, 2-A Output, 2-MHz, Synchronous Step-Down Switcher With Integrated FETs ( SWIFT™)
TI

TPS57114-EP

TPS57114-EP 2.95-V to 6-V Input, 3.5-A Output, 2-MHz, Synchronous Step-Down SWIFT™ Converter
TI

TPS57114-EP_15

TPS57114-EP 2.95-V to 6-V Input, 3.5-A Output, 2-MHz, Synchronous Step-Down SWIFT™ Converter
TI