TPS54202DDCR Hiệu quả cao Buck Đặc điểm kỹ thuật và Hướng dẫn ứng dụng
Danh mục
TPS54202DDCR là gì?
Các TPS54202DDCR là bộ chuyển đổi buck đồng bộ 2A với phạm vi điện áp đầu vào từ 4,5V đến 28V.Thiết bị tích hợp hai FET chuyển đổi với bù vòng bên trong và tính năng khởi động mềm bên trong 5 ms, giảm số lượng thành phần cần thiết.Bằng cách tích hợp MOSFET và sử dụng gói SOT-23, TPS54202DDCR đạt được mật độ công suất cao trong khi chiếm một dấu chân nhỏ trên PCB.Chế độ sinh thái tiên tiến của nó tối đa hóa hiệu quả tải ánh sáng và giảm mất điện.Để giảm EMI, bộ chuyển đổi cũng giới thiệu hoạt động phổ lan truyền.Giới hạn dòng điện theo chu kỳ trong MOSFET bên cao bảo vệ bộ chuyển đổi trong điều kiện quá tải, trong khi giới hạn dòng điện tự do trong MOSFET phía thấp ngăn chặn dòng chảy chạy, tăng cường hơn nữa sự an toàn.Nếu điều kiện quá dòng kéo dài hơn ngưỡng đặt, cơ chế bảo vệ chế độ Hiccup được kích hoạt.
Mô hình thay thế:
Các chế độ chức năng của TPS54202DDCR
Hoạt động Eco Mode ™
TPS54202DDCR được thiết kế để hoạt động ở chế độ trượt xung hiệu quả cao trong điều kiện tải ánh sáng, bắt đầu khi dòng chuyển đổi giảm xuống 0 A. Trong lần bỏ qua xung, FET phía thấp đã giảmTrong dạng sóng nút chuyển đổi, có thể quan sát được tại chân SW, áp dụng các đặc điểm giống như chế độ dẫn truyền không liên tục (DCM), gây ra giảm tần số chuyển đổi rõ ràng.Với dòng điện đầu ra giảm, khoảng thời gian giữa các xung chuyển đổi trở nên rõ rệt hơn.
Hoạt động bình thường
Khi điện áp đầu vào ở trên ngưỡng UVLO, TPS54202DDCR có thể hoạt động trong các chế độ chuyển đổi thông thường của chúng.Chế độ dẫn truyền liên tục bình thường (CCM) xảy ra khi dòng điện cảm có điện cảm trên 0 A. Trong CCM, thiết bị hoạt động ở tần số cố định.
Đặc điểm của TPS54202DDCR
• Tắt máy
• Điều khiển chế độ hiện tại cực đại
• Khởi động mềm 5-MS bên trong
• Bồi thường vòng nội bộ
• Bỏ qua xung Eco Mode ™ nâng cao
• Tần số chuyển đổi 500 kHz đã sửa
• Phạm vi điện áp đầu vào rộng 4,5-V đến 28-V
• Phổ lan truyền tần số để giảm EMI
• Tắt máy thấp 2-Phaa, dòng điện không hoạt động 45 -Aa
• Bảo vệ quá điện áp
• Bảo vệ quá dòng cho cả hai MOSFET với bảo vệ chế độ Hiccup
• Tích hợp MOSFET 148-MΩ và 78-MΩ cho 2-A, dòng đầu ra liên tục
Làm thế nào để giảm nhiễu của TPS54202DDCR?
Chúng ta có thể thực hiện các biện pháp sau đây để giảm nhiễu của TPS54202DDCR.
Quản lý tải
Chúng ta cần xem xét khoảng cách kết nối giữa tải và nguồn điện, cố gắng giữ kết nối khoảng cách ngắn, điều này có thể làm giảm sự mất mát trong quá trình truyền và cải thiện hiệu quả của nguồn điện.Thứ hai, chúng ta nên chọn một dòng kết nối tốt, ổn định và đáng tin cậy để đảm bảo truyền dòng ổn định.
Lựa chọn thành phần
Chúng ta cần chọn cuộn cảm nhiễu thấp.Những cuộn cảm này có hiệu suất che chắn điện từ tuyệt vời để giảm tác động của nhiễu điện từ lên mạch.Đồng thời, giá trị độ tự cảm của chúng phải chính xác và ổn định để đảm bảo tính ổn định và độ tin cậy của mạch.Việc lựa chọn các tụ điện, như các thành phần không thể thiếu trong mạch, cũng quan trọng không kém.Các tụ điện nhiễu thấp nên có điện trở chuỗi tương đương thấp (ESR), làm giảm đáng kể tổn thất mạch ở tần số cao và làm giảm mức độ nhiễu ở đầu vào.Ngoài ra, công suất tụ điện và xếp hạng điện áp phải được khớp chính xác với các yêu cầu thiết kế cụ thể để đảm bảo hoạt động mạch ổn định.
Tối ưu hóa bố cục
Trong quá trình thiết kế, chúng tôi không chỉ đảm bảo rằng đầu vào, đầu ra và chân đất được kết nối chính xác để ngăn chặn sự ra tiếng ồn không cần thiết do kết nối không đúngVòng lặp để giảm sự tạo ra tiếng ồn chế độ chung.Ngoài ra, chúng ta cũng nên tách biệt hiệu quả các đường tín hiệu nhạy cảm với vòng lặp dòng cao.
Thiết kế mạch
Khi chế tạo các bộ lọc cho các mạch điện tử, bắt buộc phải xử lý cả nhiễu đầu vào và đầu ra.Giải quyết nhiễu tần số cao tại đầu vào có thể đạt được bằng cách tích hợp bộ lọc thông thấp, giúp loại bỏ hiệu quả tiếng ồn không mong muốn.Để giải quyết nhiễu tần số cao ở phía đầu vào, kết hợp bộ lọc thông thấp có hiệu quả lọc các tín hiệu không mong muốn.Trong khi đó, ở đầu đầu ra, một bộ lọc LC, bao gồm một cuộn cảm và tụ điện, chứng tỏ hiệu quả trong việc giảm thiểu tiếng ồn.Ngoài ra, chúng ta cần chọn các tụ điện chịu lực điện trở chuỗi tương đương thấp (ESR) để giúp giảm nhiễu trong khi đảm bảo độ ổn định yêu cầu kích thước tụ điện đầy đủ cho đầu ra ổn định.
So sánh giữa TPS54202DDCR và TPS54202DDCT
Bằng cách so sánh hai chip TPS54202DDCR và TPS54202DDCT, chúng ta có thể thấy rõ rằng ngoài hình thức điện áp và đóng gói đầu ra, chúng cho thấy mức độ nhất quán cao trong các đặc điểm kỹ thuật khác.
Bố cục của TPS54202DDCR
Hướng dẫn bố trí
Không cho phép chuyển đổi dòng điện chảy dưới thiết bị.
Tạo kết nối Kelvin với pin GND cho đường dẫn phản hồi.
Dấu vết của nút VFB phải càng nhỏ càng tốt để tránh khớp nối nhiễu.
Cung cấp đủ VIAS cho tụ điện đầu vào và tụ điện đầu ra.
Giữ dấu vết SW là ngắn về thể chất và rộng như thực tế để giảm thiểu khí thải bức xạ.
Một đường dẫn Vout riêng nên được kết nối với điện trở phản hồi trên.
Dấu vết GND giữa tụ điện đầu ra và chân GND phải càng rộng càng tốt để giảm thiểu trở kháng dấu vết của nó.
Vòng phản hồi điện áp nên được đặt ra khỏi dấu vết chuyển đổi điện áp cao và tốt nhất là có tấm chắn đất.
Tụ điện đầu vào và tụ điện đầu ra phải được đặt càng gần thiết bị càng tốt để giảm thiểu trở kháng theo dõi.
Dấu vết VIN và GND nên càng rộng càng tốt để giảm trở kháng theo dõi.Các khu vực rộng cũng có lợi thế từ quan điểm tản nhiệt.
Ví dụ về bố cục
Làm thế nào để cải thiện hiệu quả năng lượng của máy tính và máy chủ với TPS54202DDCR?
Một số phương pháp được liệt kê dưới đây:
Sử dụng chức năng cho phép: Với chức năng cho phép của TPS54202DDCR, chúng ta có thể kiểm soát và tắt nguồn theo nhu cầu hệ thống.Khi thiết bị không được sử dụng, chúng ta có thể tắt nguồn điện để giảm mức tiêu thụ năng lượng.
Chọn điện áp đầu ra bên phải: Chúng tôi đặt điện áp đầu ra của TPS54202DDCR theo yêu cầu điện áp của các thành phần khác nhau trong máy tính và máy chủ.Điều này có thể tránh quá sức và giảm mức tiêu thụ năng lượng.
Tối ưu hóa bố cục và hệ thống dây điện: Trong quá trình thiết kế PCB, chúng ta nên tối ưu hóa bố cục và hệ thống dây của bộ chuyển đổi công suất để giảm nhiễu và nhiễu điện từ.Điều này có thể cải thiện hiệu quả chuyển đổi năng lượng và giảm mức tiêu thụ năng lượng hệ thống.
Sử dụng các thành phần bên ngoài thích hợp: Để tối đa hóa hiệu quả công suất, chúng ta cần chọn các thành phần bên ngoài thích hợp như cuộn cảm, tụ điện và điện trở.Các thành phần này nên được đặc trưng bởi độ ổn định cao, tổn thất thấp và kích thước nhỏ.
Điều chỉnh tần số chuyển mạch: Chúng ta nên điều chỉnh tần số chuyển mạch của TPS54202DDCR theo các yêu cầu của hệ thống để tối ưu hóa hiệu suất chuyển đổi năng lượng.Tần suất chuyển đổi cao hơn có thể dẫn đến mức tiêu thụ điện năng cao hơn, vì vậy chúng ta cần tìm sự cân bằng giữa hiệu quả và chi phí.
Áp dụng nhiều thiết kế đầu ra: Nếu có nhiều yêu cầu điện áp trong máy tính và máy chủ, chúng ta có thể xem xét áp dụng thiết kế nhiều đầu ra để đáp ứng các yêu cầu cung cấp năng lượng của các thành phần khác nhau.Điều này có thể tránh chuyển đổi điện áp không cần thiết và giảm mức tiêu thụ năng lượng.
Câu hỏi thường gặp [Câu hỏi thường gặp]
1. Bộ chuyển đổi buck được sử dụng để làm gì?
Một bộ chuyển đổi buck được sử dụng để bước xuống điện áp của đầu vào đã cho để đạt được đầu ra cần thiết.Bộ chuyển đổi Buck chủ yếu được sử dụng cho USB khi đang di chuyển, điểm chuyển đổi tải cho PC và máy tính xách tay, bộ sạc pin, máy photocopy, bộ sạc năng lượng mặt trời và bộ khuếch đại âm thanh điện.
2. TPS54202DDCR có các tính năng bảo vệ tích hợp không?
Có, TPS54202DDCR bao gồm các tính năng bảo vệ khác nhau như tắt máy nhiệt, bảo vệ quá dòng và khóa thấp để tăng cường độ tin cậy và an toàn của hệ thống.
3. Mục đích của TPS54202DDCR là gì?
TPS54202DDCR được thiết kế để chuyển đổi hiệu quả điện áp đầu vào cao hơn thành điện áp đầu ra thấp hơn, phù hợp với một loạt các ứng dụng như nguồn cung cấp năng lượng, bộ sạc pin và trình điều khiển LED.