TPS55189-Q1 是一款同步降壓-升壓轉(zhuǎn)換器，針對將電池電壓或適配器電壓轉(zhuǎn)換為電源軌進(jìn)行了優(yōu)化。TPS55189-Q1 集成了四個 MOSFET 開關(guān)，為 USB 供電 （USB PD） 應(yīng)用提供了緊湊的解決方案。

TPS55189-Q1 具有高達(dá) 27V 的輸入電壓能力。通過 I2C 接口，TPS55189-Q1 的輸出電壓可以在 0.8V 至 22V 范圍內(nèi)編程，步長為 10mV。當(dāng)工作在升壓模式下時，它可以從 12V 輸入電壓提供 60W 的功率。它能夠從 9V 輸入電壓提供 45W 的功率。
*附件：tps55189-q1.pdf

TPS55189-Q1 采用平均電流模式控制方案。開關(guān)頻率可通過外部電阻器在 200kHz 至 2.2MHz 范圍內(nèi)編程，并可與外部時鐘同步。TPS55189-Q1 還提供可選的擴頻，以最大限度地降低峰值 EMI。

TPS55189-Q1 提供輸出過壓保護(hù)、平均電感電流限制、逐周期峰值電流限制和輸出短路保護(hù)。TPS55189-Q1 還通過在持續(xù)過載條件下的可選輸出電流限制和打嗝模式保護(hù)確保安全運行。

TPS55189-Q1 可以使用具有高開關(guān)頻率的小電感器和小電容器。它采用 3.0mm × 5.0mm QFN 封裝。

特性

• 符合 AEC-Q100 標(biāo)準(zhǔn)：
  • 器件溫度等級 1：-40°C 至 +125°C 環(huán)境工作溫度范圍
• 功能安全
  • 提供有助于功能安全系統(tǒng)設(shè)計的文檔
• 可編程電源 （PPS） 支持 USB 供電 （USB PD）
  • 寬輸入電壓范圍：3.0V 至 27V（絕對最大值 .42V）
  • 可編程輸出電壓范圍：0.8V 至 22V，步長為 10mV
  • ±1% 基準(zhǔn)電壓精度
  • 可調(diào)節(jié)的輸出電壓補償，用于電纜上的電壓下降
  • 可編程輸出電流限制高達(dá) 6.35A，步長為 50mA
  • ±5% 精度的輸出電流監(jiān)控
  • I2C 接口
• 在整個負(fù)載范圍內(nèi)具有高效率
  • VIN = 12V、VOUT = 20V 和 IOUT = 3A 時效率為 96%
  • 輕負(fù)載時的可編程 PFM 和 FPWM 模式
• 避免頻率干擾和串?dāng)_
  • 可選時鐘同步
  • 200kHz 至 2.2MHz 的可編程開關(guān)頻率
• EMI 抑制
  • 可選的可編程擴頻
  • 無鉛封裝
• 豐富的保護(hù)功能
  • 輸出過壓保護(hù)
  • 用于輸出短路保護(hù)的打嗝模式
  • 熱關(guān)斷保護(hù)
  • 8A 平均電感電流限制
• 小解決方案尺寸
  • 最大開關(guān)頻率高達(dá) 2.2MHz
  • 3.0mm × 5.0mm HotRod? QFN 封裝

參數(shù)

方框圖

概述

TPS55189-Q1是一款集成了四個MOSFET開關(guān)的同步升降壓（Buck-Boost）DC-DC轉(zhuǎn)換器，適用于USB電源傳輸（USB PD）、車載充電器、無線充電器等多種應(yīng)用。該轉(zhuǎn)換器支持寬輸入電壓范圍（3.0V至27V），可編程輸出電壓范圍（0.8V至22V），并具有I2C接口以實現(xiàn)靈活的配置和控制。

主要特性

性能參數(shù)

• ?輸入電壓范圍?：3.0V至27V（絕對最大值為42V）
• ?輸出電壓范圍?：0.8V至22V，步長為10mV
• ?輸出電流?：最大8A，可編程輸出電流限制
• ?開關(guān)頻率?：可編程范圍從200kHz至2.2MHz
• ?效率?：高達(dá)96%（在VIN=12V, VOUT=20V, IOUT=3A條件下）

功能特點

• ?I2C接口?：支持通過I2C總線進(jìn)行靈活的配置和控制
• ? 可編程電源供應(yīng)（PPS） ?：支持USB PD應(yīng)用
• ?升降壓轉(zhuǎn)換?：可根據(jù)輸入和輸出電壓自動切換工作模式（Buck、Boost或Buck-Boost）
• ?多種保護(hù)功能?：包括過壓保護(hù)、短路保護(hù)、熱關(guān)斷等
• ?小型封裝?：采用3.0mm x 5.0mm HotRod? QFN封裝

應(yīng)用領(lǐng)域

• 車載充電器
• USB PD
• 無線充電器
• 車載信息娛樂系統(tǒng)和儀表盤
• 車載后照明
• 高級駕駛輔助系統(tǒng)（ADAS）

功能描述

控制與調(diào)節(jié)

• ?平均電流模式控制?：簡化環(huán)路補償，提供快速的負(fù)載瞬態(tài)響應(yīng)
• ?可編程輸出電壓?：通過I2C接口設(shè)置內(nèi)部參考電壓，實現(xiàn)輸出電壓的精確控制
• ?可編程輸出電流限制?：通過外部電流感應(yīng)電阻設(shè)置輸出電流限制

保護(hù)機制

• ? 過壓保護(hù)（OVP） ?：當(dāng)輸出電壓超過設(shè)定閾值時，自動關(guān)斷高側(cè)MOSFET以防止損壞
• ?短路保護(hù)?：采用打嗝模式（Hiccup Mode）在輸出短路時減少功率組件的發(fā)熱
• ?熱關(guān)斷?：內(nèi)部結(jié)溫超過175°C時自動關(guān)斷，防止過熱損壞

可配置性

• ?工作模式選擇?：支持PWM和PFM模式，輕載時可自動或強制切換到PFM模式以提高效率
• ?時鐘同步?：可選的時鐘同步功能，減少頻率干擾和串?dāng)_
• ?擴頻功能?：可選的擴頻功能，降低EMI

應(yīng)用指南

典型應(yīng)用電路

• 提供詳細(xì)的典型應(yīng)用電路圖，包括輸入/輸出電容、電感、電流感應(yīng)電阻等的選擇建議
• 支持使用小尺寸、低ESR的陶瓷電容器以優(yōu)化性能

布局與熱設(shè)計

• 推薦使用多層PCB設(shè)計，并在電源組件下方放置固體GND平面以提高熱性能
• 關(guān)鍵組件（如輸入/輸出電容、電感）應(yīng)靠近TPS55189-Q1放置，以最小化寄生電感
• 使用熱過孔將熱量從封裝傳遞到PCB的GND平面

文檔與支持

• 提供詳細(xì)的數(shù)據(jù)手冊，包括電氣特性、功能框圖、應(yīng)用曲線和布局指南
• 支持使用TI的WEBENCH? Power Designer進(jìn)行自定義設(shè)計，簡化設(shè)計流程
• TI E2E?支持論壇提供快速、經(jīng)驗證的設(shè)計幫助和解決方案

TPS55189-Q1以其高性能、靈活性和小型封裝特性，成為需要寬輸入電壓范圍和可編程輸出特性的升降壓轉(zhuǎn)換應(yīng)用的理想選擇。