آی سی TPS54226

توضیحات

آی سی TPS54226

 دیتاشیت TPS54226 (Texas Instruments)

مشخصات کلی:

TPS54226 یک مبدل کاهنده (Buck Converter) سینکرون با جریان خروجی ۲ آمپر و ولتاژ ورودی از ۴.۵ تا ۱۸ ولت است. این آی‌سی از فناوری D-CAP2™ برای کنترل تطبیقی بهره می‌برد و با داشتن Eco-Mode™، در بارهای سبک، راندمان بسیار بالایی ارائه می‌دهد.

---

ویژگی‌های اصلی:

• محدوده ولتاژ ورودی وسیع:

  • VCC: از 4.5 تا 18 ولت

  • VIN: از 2 تا 18 ولت

• محدوده ولتاژ خروجی: 0.76 تا 5.5 ولت

• جریان خروجی: 2 آمپر

• راندمان بالا در بارهای سبک با مصرف کمتر از 10 میکروآمپر در حالت خاموش

• فرکانس سوئیچینگ: حدود 700 کیلوهرتز

• نحوه کنترل: D-CAP2™ (کنترل با زمان روشن تطبیقی)

• دارای حفاظت‌های:

  • جریان بیش از حد (OCP)

  • ولتاژ بیش از حد خروجی (OVP)

  • ولتاژ کمتر از حد خروجی (UVP)

  • محافظت حرارتی (TSD)

  • قفل پایین بودن ولتاژ (UVLO)

---

ساختار داخلی و عملکرد:

1. حالت عملکرد PWM با کنترل تطبیقی

این تراشه از کنترل‌کننده PWM با زمان روشن تطبیقی بهره می‌برد. با استفاده از ولتاژ ورودی و خروجی، زمان روشن بودن ماسفت بالا محاسبه می‌شود که منجر به فرکانس تقریباً ثابت می‌شود. کنترل D-CAP2 موجب پاسخ گذرای سریع و حذف نیاز به شبکه جبران‌سازی خارجی می‌شود.

2. حالت Eco-Mode™ در بار سبک

در بارهای کم، TPS54226 به‌طور خودکار وارد حالت Eco-Mode می‌شود تا مصرف انرژی کاهش یابد. در این حالت، سوئیچینگ تنها در صورت نیاز انجام می‌گیرد و ماسفت پایین تنها زمانی روشن می‌شود که جریان سلف صفر شود.

3. Soft Start قابل تنظیم

راه‌اندازی نرم با استفاده از یک خازن خارجی در پین SS تنظیم می‌شود. جریان شارژ حدود ۲μA است و از شوک جریان جلوگیری می‌کند. این ویژگی از شروع به کار نرم‌ و بدون نویز اطمینان می‌دهد.

4. حالت Pre-Biased Start-Up

اگر خروجی قبل از راه‌اندازی دارای ولتاژ باشد، TPS54226 جریان برگشتی نمی‌کشد. این ویژگی موجب جلوگیری از کشیدن ولتاژ به پایین در ابتدای راه‌اندازی می‌شود.

---

عملکردهای حفاظتی

🔹 حفاظت جریان بیش از حد (Cycle-by-Cycle OCP):

با اندازه‌گیری ولتاژ روی ماسفت پایین (Low-side FET) جریان تشخیص داده می‌شود. در صورت عبور از حد مجاز، سوئیچینگ متوقف می‌شود تا جریان کاهش یابد.

🔹 حفاظت اضافه ولتاژ خروجی (OVP):

اگر ولتاژ فیدبک از ۱۲۰٪ ولتاژ هدف بیشتر شود، خروجی خاموش شده و ماسفت بالا قطع می‌شود.

🔹 حفاظت افت ولتاژ خروجی (UVP):

اگر ولتاژ فیدبک به زیر ۷۰٪ مقدار هدف برسد، پس از تاخیر ۲۵۰ میکروثانیه، تراشه خاموش می‌شود.

🔹 حفاظت کاهش ولتاژ تغذیه (UVLO):

اگر VREG5 از مقدار آستانه (حدود 3.8V) کمتر شود، خروجی قطع خواهد شد. این حفاظت غیر لچ‌شونده است.

🔹 حفاظت حرارتی:

اگر دمای داخل تراشه از حدود ۱۵۰ درجه سانتی‌گراد عبور کند، تراشه خاموش شده و پس از خنک شدن به حالت عادی بازمی‌گردد.

---

طراحی مدارات اطراف:

📌 مقاومت‌های تنظیم ولتاژ خروجی:

ولتاژ خروجی توسط یک شبکه تقسیم مقاومتی (R1 و R2) روی پین VFB تعیین می‌شود.

فرمول کلی ولتاژ خروجی:

📌 فیلتر خروجی (سلف و خازن):

یک فیلتر LC در خروجی برای کاهش ریپل استفاده می‌شود. انتخاب سلف و خازن باید به گونه‌ای باشد که نقطه رزونانس LC زیر فرکانس صفر کنترل D-CAP2™ قرار گیرد.

مقادیر پیشنهادی برای ولتاژهای مختلف:

📌 خازن‌های ورودی:

حداقل یک خازن 10µF سرامیکی در ورودی توصیه می‌شود. ولتاژ نامی آن باید از VIN حداکثر بیشتر باشد.

📌 خازن‌های کمکی:

• VBST (بوست): یک خازن 0.1µF بین VBST و SW

• VREG5: خازن 1.0µF بین VREG5 و GND برای عملکرد رگولاتور داخلی

---

ساختار پین‌ها (PWP و QFN):

---

راهنمای طراحی PCB:

• نود SW و مسیرهای جریانی باید کوتاه و پهن باشند.

• PGND و GND باید به‌درستی به هم متصل شوند (ترجیحاً در نزدیکی آی‌سی).

• استفاده از ویای حرارتی برای اتصال پاورپد به پلن مسی ضروری است.

• مسیرهای سیگنال مانند فیدبک باید از نویز دور باشند.

---

مشخصات محیطی:

• دمای کاری: –40°C تا +85°C

• دمای اتصال (Junction): تا 125°C

• تحمل الکترواستاتیک (ESD):

  • مدل بدن انسان: 2kV

  • مدل دستگاه شارژ شده: 500V

---

بسته‌بندی و پارت‌نامبر:

• HTSSOP 14-Pin (PWP): با پاورپد حرارتی

• QFN 16-Pin (RGT): با پد حرارتی داخلی

پارت‌نامبرها:

• TPS54226PWP

• TPS54226PWPR (ریل)

• TPS54226RGTT (QFN کوچک)

• TPS54226RGTR (QFN ریل بزرگ)

---

جمع‌بندی

TPS54226 یک راه‌حل کم‌هزینه و با کارایی بالا برای طراحی مبدل‌های کاهنده ولتاژ است که با داشتن ماسفت‌های داخلی، کنترل پیشرفته D-CAP2 و حالت Eco-Mode، بهینه‌ترین عملکرد را برای تجهیزات الکترونیکی مصرفی مانند ست‌تاپ‌باکس‌ها، تلویزیون‌های دیجیتال، بلوری‌پلیرها و تجهیزات شبکه خانگی ارائه می‌دهد.

 

دانلود دیتاشیت :

tps54226 datasheet