TPS54202DDCR Alta eficiência Buck Converter Características e Guia de aplicação
Catálogo
O que é TPS54202DDCR?
O TPS54202DDCR é um conversor Buck Síncrono 2A com uma faixa de tensão de entrada de 4,5V a 28V.O dispositivo integra dois FETs de comutação com compensação de loop interna e um recurso de partida suave interna de 5 ms, reduzindo o número de componentes necessários.Ao integrar os MOSFETs e usar um pacote SOT-23, o TPS54202DDCR atinge a alta densidade de potência enquanto ocupava uma pequena pegada no PCB.Seu modo ecológico avançado maximiza a eficiência da carga de luz e reduz a perda de energia.Para reduzir o EMI, o conversor também introduz operação de espectro de espalhamento.A corrente de ciclo por ciclo limite no MOSFET de alto lateral protege o conversor durante as condições de sobrecarga, enquanto a limitação de corrente livre no MOSFET do lado baixo impede a corrente fugitiva, aumentando ainda mais a segurança.Se a condição de sobrecorrente durar mais que o limite definido, o mecanismo de proteção do modo Soluço será acionado.
Modelos alternativos:
Modos funcionais de tps54202ddcr
Operação Eco-Mode ™
O TPS54202DDCR é projetado para funcionar no modo de pilã de pulso de alta eficiência durante condições de carga leve, que começa quando a corrente do interruptor cai para 0 A. Na pular pulso, o FET de baixo lateral desativa quando a corrente do interruptor atinge 0 A. Esses resultadosNa forma de onda do nó de comutação, observável no pino SW, adotando características semelhantes ao modo de condução descontínua (DCM), causando uma redução na aparente frequência de comutação.Com a diminuição da corrente de saída, o intervalo entre os pulsos de comutação se torna mais pronunciado.
Operação normal
Quando a tensão de entrada está acima do limite UVLO, o TPS54202DDCR pode operar em seus modos de comutação normais.O modo normal de condução contínua (CCM) ocorre quando a corrente de pico do indutor está acima de 0 A. No CCM, o dispositivo opera em uma frequência fixa.
Características do TPS54202DDCR
• Desligamento térmico
• Controle de modo de corrente de pico
• Início suave interno de 5 ms
• Compensação de loop interno
• Pulso avançado de pulso Eco-Mode ™
• Frequência de comutação corrigida de 500 kHz
• Faixa de tensão de entrada de 4,5 V a 28 V de largura
• Espectro de espalhamento de frequência para reduzir o EMI
• Desligamento baixo de 2 µA, 45 µA de corrente quiescente
• Proteção de sobretensão
• Proteção de sobrecorrente para ambos os MOSFETs com proteção do modo Soluço
• MOSFETS Integrados de 148-MΩ e 78-MΩ para 2-A, corrente de saída contínua
Como reduzir o ruído do TPS54202DDCR?
Podemos tomar as seguintes medidas para reduzir o ruído do TPS54202DDCR.
Gerenciamento de carga
Precisamos considerar a distância da conexão entre a carga e a fonte de alimentação, tente manter uma conexão de curta distância, o que pode reduzir a perda de corrente no processo de transmissão e melhorar a eficiência da fonte de alimentação.Em segundo lugar, devemos escolher uma boa condutividade, linha de conexão estável e confiável para garantir a transmissão de corrente estável.
Seleção de componentes
Precisamos escolher indutores de baixo ruído.Esses indutores têm excelente desempenho de blindagem eletromagnética para reduzir o impacto da interferência eletromagnética no circuito.Ao mesmo tempo, seu valor de indutância deve ser preciso e estável para garantir a estabilidade e a confiabilidade do circuito.A seleção de capacitores, como componentes indispensáveis no circuito, é igualmente importante.Os capacitores de baixo ruído devem ter uma baixa resistência à série equivalente (VHS), o que reduz significativamente as perdas de circuito em altas frequências e reduz o nível de ruído na entrada.Além disso, a capacidade do capacitor e a classificação de tensão devem ser comparadas com precisão aos requisitos específicos de projeto para garantir a operação estável do circuito.
Otimização de layout
Durante o processo de projeto, não apenas devemos garantir que os pinos de entrada, saída e terra estejam corretamente conectados para impedir a introdução de ruído desnecessário devido à conexão inadequada, mas também garantir que o loop de terra seja o mais curto possível e separado do sinalLoop para reduzir a geração de ruído do modo comum.Além disso, também devemos separar efetivamente as linhas de sinal sensíveis do loop de alta corrente.
Projeto de circuito
Ao criar filtros para circuitos eletrônicos, é imperativo lidar com o ruído de entrada e saída.Abordar o ruído de alta frequência na entrada pode ser alcançado integrando um filtro passa-baixo, que elimina com eficiência o ruído indesejado.Para combater o ruído de alta frequência no lado da entrada, a incorporação de um filtro passa-baixo filtra efetivamente sinais indesejados.Enquanto isso, na extremidade da saída, um filtro LC, compreendendo um indutor e capacitor, se mostra eficaz na atenuação do ruído.Além disso, precisamos selecionar os capacitores de saída de resistência à série baixa equivalente (ESR) para ajudar a reduzir o ruído, garantindo que a estabilidade requer tamanho adequado do capacitor para saída estável.
Comparação entre TPS54202DDCR e TPS54202DDCT
Ao comparar os dois chips TPS54202DDCR e TPS54202DDCT, podemos ver claramente que, além da forma de tensão e embalagem de saída, eles mostram um alto grau de consistência em outras características técnicas.
Layout do TPS54202DDCR
Diretrizes de layout
Não permita que a corrente de comutação flua sob o dispositivo.
Faça uma conexão Kelvin com o pino GND para o caminho de feedback.
O traço do nó VFB deve ser o mais pequeno possível para evitar o acoplamento de ruído.
Forneça vias suficientes para o capacitor de entrada e o capacitor de saída.
Mantenha o traço do SW tão curto e amplo quanto prático para minimizar as emissões irradiadas.
Um caminho VOUT separado deve ser conectado ao resistor de feedback superior.
O traço GND entre o capacitor de saída e o pino GND deve ser o mais amplo possível para minimizar sua impedância de traço.
O loop de feedback de tensão deve ser colocado longe do rastreamento de comutação de alta tensão e, de preferência, possui escudo no solo.
O capacitor de entrada e o capacitor de saída devem ser colocados o mais próximo possível do dispositivo para minimizar a impedância de rastreamento.
Os traços de Vin e GND devem ser o mais amplo possível para reduzir a impedância de traços.As grandes áreas também são de vantagem do ponto de vista da dissipação de calor.
Exemplo de layout
Como melhorar a eficiência de potência de computadores e servidores com TPS54202DDCR?
Alguns métodos estão listados abaixo:
Utilize a função Ativar: com a função Ativar do TPS54202DDCR, podemos controlar a energia ligada e desativada de acordo com a demanda do sistema.Quando o dispositivo não está em uso, podemos desligar a fonte de alimentação para reduzir o consumo de energia.
Escolha a tensão de saída certa: definimos a tensão de saída do TPS54202DDCR de acordo com os requisitos de tensão de diferentes componentes em computadores e servidores.Isso pode evitar o desdobramento excessivo e reduzir o consumo de energia.
Otimize o layout e a fiação: durante o design da PCB, devemos otimizar o layout e a fiação do conversor de energia para reduzir o ruído e a interferência eletromagnética.Isso pode melhorar a eficiência da conversão de energia e reduzir o consumo de energia do sistema.
Use componentes externos apropriados: para maximizar a eficiência de energia, precisamos selecionar componentes externos apropriados, como indutores, capacitores e resistores.Esses componentes devem ser caracterizados por alta estabilidade, baixa perda e tamanho pequeno.
Ajuste a frequência de comutação: devemos ajustar a frequência de comutação do TPS54202DDCR de acordo com os requisitos do sistema para otimizar a eficiência da conversão de energia.A maior frequência de comutação pode levar a um maior consumo de energia; portanto, precisamos encontrar um equilíbrio entre eficiência e custo.
Adote o design de saída múltipla: se houver vários requisitos de tensão em computadores e servidores, podemos considerar a adoção de um design de saída múltipla para atender aos requisitos de fonte de alimentação de diferentes componentes.Isso pode evitar a conversão desnecessária de tensão e reduzir o consumo de energia.
Perguntas frequentes [FAQ]
1. Para que é um conversor de buck usado?
Um conversor de buck é usado para diminuir a tensão da entrada fornecida para atingir a saída necessária.Os conversores de BUCK são usados principalmente para USB em movimento, conversores de ponto de carga para PCs e laptops, carregadores de bateria, helicópteros, carregadores solares e amplificadores de áudio elétrico.
2. O TPS54202DDCR possui recursos de proteção embutidos?
Sim, o TPS54202DDCR inclui vários recursos de proteção, como desligamento térmico, proteção de sobrecorrente e bloqueio de subtensão para aprimorar a confiabilidade e a segurança do sistema.
3. Qual é o objetivo do TPS54202DDCR?
O TPS54202DDCR foi projetado para converter com eficiência uma tensão de entrada mais alta em uma tensão de saída mais baixa, tornando -a adequada para uma ampla gama de aplicações, como fontes de alimentação, carregadores de bateria e drivers de LED.