TPS8125 6中文资料.docx
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TPS81256中文资料
TPS8125 6
SLVSAZ9
3-W,高效率的升压转换器中MicroSiP™包装
检查样品:
TPS81256
特点
∙在4MHz运行效率91%
∙宽V
∙我≥ 550毫安在V OUT =5.0V,V IN ≥ 3.3V
∙±2%总直流电压精度
∙43μA电源电流
∙最好的一流的电压和负载瞬态
∙V IN ≥ 至五输出操作
∙低纹波轻载PFM模式
∙真正的负载断开在关机期间
∙热关断及过载保护
∙分1毫米简介解决方案
∙整体解决方案尺寸<9毫米2
∙9针MicroSiP 商标包装
应用
∙手机,智能手机,平板电脑
∙单声道和立体声演艺学院应用
∙USB-OTG功能,HDMI应用
∙USB充电接口(5V)
图1。
效率与负载电流
描述
TPS8125x器件是的完整MicroSiP™的DC/DC升压用于电池供电的便携式应用的电源解决方案。
包中包含的开关稳压器,电感器和输入/输出电容器。
只有一个很小的额外的输出电容要求完成设计。
TPS8125x是基于高频率同步升压型DC/DC转换为电池供电的便携式应用而优化。
该DC/DC转换器工作在规定的4MHz的开关频率,并进入省电模式在轻负载电流在整个负载电流范围内保持高效率的运作。
PFM模式扩展电池寿命,电源电流降低至43 μ A(典型值)在轻负荷运行。
TPS8125x支持低功耗应用的目的,一个完整的锂离子电池电压范围超过3W的输出功率。
在关机模式下的输入电流小于1μA(典型值),从而最大限度地延长电池寿命。
TPS8125x提供的比9毫米非常小解决方案尺寸,由于外部元件的最低金额。
在紧凑低调(2.6毫米x2.9毫米)(1.0MM)BGA封装标准的表面贴装设备的自动化装配合适的解决方案打包。
图2。
最小解决方案尺寸的应用
请注意,一个重要的通知有关可用性,标准保修,并使用在关键应用德州仪器公司的半导体产品和免责条款及其出现在此数据表的结束。
MicroSiP是德州仪器的商标。
除非另有说明,本文件包含
版权所有©2012年,德州仪器
生产数据信息为出版日期。
产品符合每德州仪器标准保修条款的规范。
生产加工不一定包括所有参数进行测试。
TPS81256
SLVSAZ9月201 2
这些设备都内置ESD保护的限制。
引线应是短路或导电泡棉放置在储存或处理,以防止静电损坏的MOS门器件。
可用的设备选项
零件编号
(1)
输出电压
(2)
设备的特定功能
排序
(2)
封装标识芯片代码
TPS81256
5.0V
TPS81256SIP
电汇
TPS81257 (3)
5.1V
TPS81257SIP
(1 )
最新的封装和订购信息,请参阅本文档末尾的封装选项附录,或看到TI网站 。
(2 )
SIP封装是在磁带和卷轴。
添加一个R后缀“(如TPS81256SIPR)”3000件的订单数量。
添加一个T后缀(如TPS81256SIPT)订购数量为250件。
(3 )
产品预览。
绝对最大额定值
在操作自由空气的温度范围内(除非另有说明)
(1)
机组
输入电压
TPS8125x
电压VIN
(2),VOUT
(2),EN
(2)
-0.36
至五
输入电流
TPS8125x
连续平均电流将VIN (3)
1.05
一
脉冲电流到VIN (4)
1.3
一
功耗
内部限制
温度范围
工作温度范围,T 甲(3)(4)(5)
-40至85
°C间
经营虚拟的交界处, TJ
-40到150
°C间
存储温度范围,T STG
-55到125
°C间
额定ESD (6)
人体模型-(HBM)的
2000
至五
充电设备模型-(清洁发展机制)
1000
至五
机型号-(mm)
200
至五
(1 )
强调超越下所列的绝对最大额定值,可能会造成永久性损坏设备。
这些都是只强调额定功率,设备的功能操作在这些或超出下指示的任何其他条件推荐工作条件是不是暗示。
长时间暴露在绝对最大额定条件下可能影响器件的可靠性。
(2 )
所有的电压都是相对于地面网络终端。
(3 )
限制的交界处(顶面)电感外壳温度到110°C,限制(顶面)电容器外壳温度至85°C最大输出功率为2000H操作。
德州仪器联系寿命估计的更多细节。
(4 )
(顶面)电感的外壳温度限制到140°C和电容器的温度至115℃100H操作(顶面)。
德州仪器联系寿命估计的更多细节。
(5 )
在高功耗和/或贫困封装热阻是目前的应用中,最大的环境温度可能会减小。
最高环境温度(T A(最大值))是取决于最高工作结温(T J(最大值)),该设备在应用程序中的最大功率耗散(D类(最大值)),和结对环境的热阻(/在应用程序包的一部分,由下列方程给出:
T A(最大值)=T J(最大值)-(θ JA XP的ð(最大值))。
为了达到最佳性能,建议与器件的最高结温为125°C,最大电感的外壳温度125°C和最大的电容器外壳温度为85°C。
(6 )
人体模型是通过一个1.5-K 放电的100pF的电容。
机器的型号是200pF的电容,直接排入每个引脚。
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TPS81256
TPS8125 6
SLVSAZ9
热INFORMATIO 列印
热公制
(1)
(2)
TPS8125x
机组
园区
9针
Θ JA
结到环境的热阻
62
℃/W
ψ JB
结到电路板的特性参数
31
ψ 托德
结到外壳(顶部)的热阻
(1)
欲了解更多有关传统的和新的热指标的信息,请参阅IC封装热计量应用报告 SPRA953 。
(2)
热的数据已经模拟高-K板(每JEDEC标准)。
推荐工作条件
最小的NOM
最大
机组
至五我
输入电压范围
TPS81256
2.5
5.5
至五
RL
启动最低电阻负载(至五我≤ 4.8V)
TPS81256
65
Ω
Ç 分机
输出电容
2
30
μF的
牛逼一
环境温度
-40
85
°C间
TJ
工作结温
-40
125
°C间
ţ CASE_IND
工作电感的外壳温度
125
°C间
ţ CASE_CAP
经营电容器外壳温度
85
°C间
电气特性
最低和最高值在V 至五(或至五中,以较高者为准),英语=1.8V,T 一=-40°C至85°C,电路参数测量信息部分(除非另有说明)。
典型值是在V IN =3.6V,V OUT =5.0V,EN=1.8V,T 一25°C(除非另有说明)。
参数
测试条件
闵
典型
最大
机组
供电电流
我Q
经营到V静态电流
(1)
TPS8125X
我输出=0毫安,至五输出=5.0V,V IN=3.6VEN=V 设备不切换
30
50
微安
经营成V静态电流输出
(1)
7
20
微安
我的SD 关断电流
(1)
TPS8125x
EN=接地
0.85
5.0
μ 一
至五UVLO的欠压锁定阈值“
TPS81256
落下
2.0
2.1
至五
迟滞
0.1
至五
启用
至五白细胞介素水平低输入电压
TPS8125x
0.4
至五
至五输入电压
1.0
至五
我LKG 输入漏电流
输入连接到GND或V IN
0.5
微安
输出
V OUT
稳压直流输出电压
TPS81256
2.5V ≤ 至五≤ 4.85V,我输出=0毫安PWM操作。
开环
4.92
5
5.08
至五
3.3V ≤ 至五≤ 4.85V,0毫安≤ 我输出≤550毫安的PFM/PWM操作
4.85
5
5.2
至五
2.9V ≤ 至五≤ 4.85V,0毫安≤ 我输出≤450毫安的PFM/PWM操作
4.85
5
5.2
至五
Δ 至五输出
省电模式的输出纹波电压
TPS81256
烤瓷操作,我输出为1mA
35
mVpk
PWM模式的输出纹波电压
PWM操作,我OUT =200毫安
8
mVpk
电源开关
ŕ DS(ON)输入到输出电阻
TPS8125x
至五我=5.25V设备不切换
320
米Ω
我LKG 到VOUT反向漏电流
(1)
TPS81256
EN=接地
5
微安
我LIM 平均输入电流限制
TPS8125x
EN=V 在。
至五中=3.3V
1180
毫安
过热保护
TPS8125x
140
°C间
过热滞后
20
°C间
(1)最大值可以随由于内在电容老化影响寿命。
有关详细信息,请参阅 发热及可靠性方面的 信息 部分。
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TPS81256
TPS8125 6
SLVSAZ9六月2012年
电气特性(续)
最低和最高值在V 至五(或至五中,以较高者为准),英语=1.8V,T 一=-40°C至85°C,电路参数测量信息部分(除非另有说明)。
典型值是在V IN =3.6V,V OUT =5.0V,EN=1.8V,T 一25°C(除非另有说明)。
参数
测试条件
闵
典型最大
机组
振荡器
f OSC的振荡频率
TPS81256
至五=3.6V,V OUT =5.0V,我=500毫安
4
兆赫
时序
启动时间
TPS8125x
我OUT =0毫安时间从活跃EN启动开关
70
微秒
TPS81256
我OUT =从活跃EN0毫安时间到V OUT
400
微秒
引脚分配(TPS8125X )
表1。
终端功能
终端
的I/O
描述
名称
否。
EN
B2的
我
这是该设备的使能引脚。
此引脚连接地面部队进入关断模式下的设备。
要将这个引脚高,使设备。
该引脚不能悬空,必须终止。
接地
A1,A2,B1
接地引脚。
VIN的
C1,C2,
我
电源输入。
输出电压
A3,B3C3
Ø
升压转换器输出。
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TPS8125 6
SLVSAZ9
功能的座DIAGRA 中号
参数测量INFORMATIO 列印
表2。
组件列表
参考
描述
部分数,制造商
Ç 分机
4.7 μ 楼16V,0603,X5R陶瓷
GRM188R61C475KAAJ,村田制作所
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TPS81256
TPS81256
SLVSAZ9六月2012年
典型特征的 桌子,图的小号
图
η
效率
与输出电流
3,5
与输入电压
4
VO
直流输出电压
与输出电流
6,7,8
与输入电压
9
我Ø
最大输出电流
与输入电压
10
Δ VO
峰至峰输出电压纹波
与输出电流
11
我的CC
供电电流
与输入电压
12
我骅
输入电流
与输出电流
13
AC负载瞬态响应
14
负载瞬态响应
15,16,17
结合线路/负载瞬态响应
18
过载恢复响应
19
启动
20
效率效率的Ÿ 与S 输出电流输入VOLTAG é
图3。
图4。
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TPS81256
TPS8125 6
SLVSAZ9-2012年6月
效率与输出电流
直流输出电压与输出电流
图5。
图6 。
直流输出电压DC输出VOLTAG é 比S 输出电流输出CURREN ţ
图7。
图8。
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TPS81256
TPS81256
SLVSAZ9-2012年6月
直流输出电压与输入电压
最大输出电流与输入电压
图9。
图10。
峰-峰值输出纹波电压
供电电流
与
与
输出电流
输入电压
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TPS8125 6
SLVSAZ9-2012年6月
输入电流与输出电流
AC负载瞬态
加载负载暂态反应的瞬态响应,我列印 的PFM/PWM操作PFM/PWMOPERATIO 列印
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TPS8125 6
SLVSAZ9六月2012年
PFM/PWM操作的组合线路/负载瞬态响应的负载瞬态响应
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TPS81256
TPS8125 6
SLVSAZ9
详细的描述
操作
TPS8125x是一个独立的,同步升压型转换器。
转换器工作在4MHz的准恒定频率脉冲宽度调制(PWM)在中度至重负载电流。
TPS8125x转换器在轻负载电流,省电与脉冲频率调制(PFM)模式运作。
PWM操作期间,该转换器采用一种新型的准恒定的时间谷值电流模式控制方案,以实现出色的线路/负载调节,并允许使用一个小的陶瓷电感器和电容器。
的V 的基础上,一个简单的电路预计所需时间。
在开关周期的开始,低侧N-MOS开关打开上和电感电流上升到定义上的时间和电感的峰值电流。
在第二阶段,一旦上的计时器已经过期,打开整流器和电感电流衰减到预设的谷值电流阈值。
最后,再次上设置的定时器和激活的低侧N-MOS开关的开关周期重复。
在一般情况下,一个DC/DC升压转换器只能在“真正的”升压模式运作,即“推动”一定金额以上的输入电压的输出。
TPS8125x器件的工作不同,因为它能够顺利地过渡和零占空比操作。
因此输出可以保持尽可能接近到它的监管限制,即使转换器输入电压,往往是过度的。
在此操作模式下,稳压器的输出电流能力是有限的CA。
150mA的电流。
作进一步的详细信息,请参阅的典型特征部分(直流输出电压与输入电压)。
自适应斜坡补偿电流模式架构提供出色的瞬态负载响应,同时要求输出滤波和环路稳定性的目的只有一个外部小电容。
内部软启动和环路补偿,简化了应用程序的设计过程。
省电模式
该TPS8125X整合电源节省模式,以提高轻负载效率。
在省电模式下的转换只能当输出电压低于设定的阈值电压跳闸。
一旦输出电压超过设定的阈值电压斜坡上升到几个脉冲的输出电压和功率节省模式。
离开PFM模式和PWM模式输入输出电流的情况下不能再在PFM模式的支持。
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TPS81256
TPS8125 6
SLVSAZ9六月2012年
限流工作方式,最大输出电流
的的TPS8125x直接和准确的智能调节谷电流限制通过控制平均输入电流。
电流限制电路采用了谷值电流传感方案。
限流检测,横跨感应同步整流压降发生在关断时间。
输出电压降低设备的功率级在恒流模式运作。
最大连续输出电流(我OUT(CL)的)输入电流限值(CL)的操作之前,可以由定义 。
(1)
输出电流,我OUT(直流),是整流器的纹波电流波形的平均。
当负载电流增加,较低的峰值电流限制阈值以上,关断时间的增加,使电流降低这个门槛之前,未来的时间开始(所谓的频率折返机制)。
当电流达到限制进一步负荷增加时输出电压降低。
软启动,启用
TPS8125x器件开始运作,当EN被设置为高,并开始与软启动序列。
对于正确的操作,必须终止和EN引脚不能悬空。
TPS8125x器件具有内部软启动电路限制启动期间的浪涌电流。
在启动周期的第一步是在预充电阶段。
在预充电,整流开关打开,直到输出电容充电到输入电压值接近。
整流开关电流限制(约200毫安)在此阶段。
这种机制被用于限制短路条件下的输出电流。
一旦已偏置输入电压的输出电容,转换器的启动开关。
软启动系统,逐步增加功能的输入输出电压比上的时间。
尽快达到输出电压调节环路控制和允许完整的当前操作。
拉EN引脚为低电平强制关闭设备,通常1μA的关机电流。
在这种模式下,真正的负载断开电池和负载之间,防止V电流流至V OUT ,以及逆向流动,从V 到V IN 。
负载断开和反向电流保护
不正常升压转换器断开输入电源的负载,因此将在关机时连接电池放电。
的TPS8125x优势,是该转换器断开电源的输入输出,当它被禁用(即所谓的真正的关断模式)。
在连接电池的情况下,它可以防止它从被关闭转换过程中的排放。
欠压锁定
欠压锁定电路,防止设备故障在低输入电压和电池过度放电。
禁用一度下跌至五转换器的输出级。
设备开始运作,一旦上升至五人次至五UVLO 阈值加上其典型值在100mV的迟滞。
2.1V。
热调节
TPS8125x器件包含一个热调节环路监控模具温度在预充电阶段。
如果模具温度上升到高值约110°C间,该装置会自动降低电流,以防止进一步增加模具温度。
一旦模具温度约10°C低于阈值时,设备会自动增加目标值的电流。
此功能还可以减少在短路条件下的电流。
热关断
尽快结温J ,超过140°C(典型值),器件进入热关断。
在这种模式下,高侧和低侧MOSFET开启关闭。
当结点温度低于热关断减去滞后,连续操作设备。
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TPS81256
TPS8125 6
SLVSAZ9
应用INFORMATIO 列印
输出电容
由于脉动输出升压转换器的电流性质,低ESR输出电容器必须保持控制环路的稳定性,以提高转换器的瞬态响应,并减少输出电压纹波。
对于输出电容,建议使用小型的陶瓷电容器作为IC的VOUT和GND引脚尽可能靠近放置。
最低容量为2 μ 楼
为了获得一个稳定纹波由于输出电容充电和放电的估计, 公式
(2) 可以使用。
(2)
其中f是开关频率为4MHz(典型值),C是有效的输出电容。
请注意TPS8125x器件已集成CA。
1.2 μ F有效的输出电容。
在实践中,总的纹波较大,由于输出电容的ESR。
这纹波的附加组件可以使用计算
(3)
应使用的MLCC电容计算的最低值的两倍,由于直流偏置效应。
输出电容需要一个X7R或X5R电介质。
Y5V和Z5U介质电容器,除了其电容随温度差异很大,在高频电阻。
有没有关于最小ESR的额外要求。
电容较大,导致较低的输出电压纹波在负载瞬变期间以及较低的输出电压下降,但总的输出电容值应不超过CA。
30μF。
直流偏置效应:
高盖。
陶瓷电容器展出,其中有一个强大的影响力对设备的有效电容的直流偏置影响。
因此必须非常仔细地选择合适的电容值。
结合材料包装尺寸和额定电压为额定电容值和它的有效电容之间的差异。
例如,一个4.7μF的使用X5R16V0603的MLCC电容,通常会显示有效小于2.5μF电容(5V偏压条件下,高温和老化效应)。
因为在输出路径的阻尼因子是直接相关的几个电阻参数(如电感DCR,功率级ŕ DS(ON),PWB直流电阻,负载开关ŕ DS(上)...),是依赖于温度,转换器的小和大信号行为必须检查超过输入电压范围,负载电流范围和温度范围内。
最简单的的神智测试是评估,直接在转换器的输出,以下几个方面:
∙PFM/PWM切换效率
∙PFM/PWM切换和PWM负载瞬态响应
在从负载瞬态恢复时间,可以监视输出电压的稳定时间,过冲或振铃,帮助法官转换器的稳定性。
没有任何振铃,循环通常有超过45°相位裕度。
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TPS81256
TPS8125 6
SLVSAZ9六月2012年
输入电容
在DC/DC升压转换器,因为输入电流是连续的,只有最小的输入电容是必需的。
TPS8125x器件集成了一个低ESR的去耦电容,以防止大的瞬态电压,可以在系统中的其他电路造成的不当行为或干扰设备的。
对于大多数应用程序,输入电容,集成到TPS8125x应该足够了。
如果应用程序具有额外的输入电容,以找到一个补救嘈杂的或不稳定的开关频率,实验。
多层陶瓷电容器是一个很好的选择输入升压转换器的脱钩,因为他们有极低的ESR和小脚印。
额外的输入电容应位于设备尽可能接近。
TPS8125x使用一个微小的陶瓷输入电容。
当陶瓷电容器相结合,与跟踪或电缆电感,如从墙上适配器,可诱发响在VIN引脚的输出负载阶跃。
这个振荡可以输出的夫妇,被误认为循环不稳定,甚至可以损坏的部分。
在这种情况下,额外的“散装”如电解或钽电容,应放在之间的转换器的输入和电源带头减少振铃电感的电源导线和C之间可能发生的。
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TPS81256
TPS8125 6
SLVSAZ9
典型应用小号
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TPS81256
TPS8125 6
SLVSAZ9月201 2
布局的思考
建议为SIP的LGA垫球的大小,它的布局使用非阻焊定义(NSMD)土地。
用这种方法,阻焊开放取得了比所需的土地面积大,开口大小是由铜焊盘宽度的定义。
图23 显示了直径为MicroSiP的适当以旧换新布局。
焊盘定义
(1)
(2)(3)(4)
铜垫
阻焊(5)开幕
铜厚
模具(6)开幕
模板厚度
非阻焊定义(NSMD)
0.30毫米
0.360毫米
1盎司最大(0.032毫米)
0.34毫米直径
0.1mm厚
(1 )
从非阻焊层定义的电路走线的工作计划和预算的土地应该是75 μ m到100 μ 米,宽内暴露面积的阻焊开口。
广泛的线宽减少设备站关闭,并影响其可靠性。
(2 )
PWB的层压玻璃化转变温度以上时拟申请的经营范围,实现最佳的可靠性结果。
(3 )
推荐焊膏是3类或4类。
(4 )
对于使用镍/金表面光洁度的工作计划和预算,金层厚度应小于0.5mm,以避免热疲劳性能的降低。
(5 )
阻焊膜厚度应小于20 微米的铜电路图案上米。
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