無需外置 MOSFET，電源設(shè)計(jì)更輕松!
德州儀器（TI）公司最近出了一款非常優(yōu)秀的 DC-DC 同步升壓芯片 TPS61178, 相較市面上的同步升壓芯片，他內(nèi)置了柵極驅(qū)動(dòng)器（以實(shí)現(xiàn)負(fù)載斷開功能）的 20V 同步升壓轉(zhuǎn)換器，峰值電流可達(dá) 10A , 效率最高可達(dá)96%，所以 TPS61178 非常適合應(yīng)用在藍(lán)牙音箱，電池檢測(cè)，高亮手電筒，USB Type-C PD, 大尺寸面板門級(jí)驅(qū)動(dòng)等場(chǎng)合。
產(chǎn)品詳情介紹
我們就來仔細(xì)了解一下它的優(yōu)秀之處。
1、它的輸入電壓范圍是 2.7V 到 20V, 輸出電壓范圍是 4.5V 到 20V。該芯片集成了兩個(gè)低導(dǎo)通電阻的功率 FET：一個(gè) 16mΩ 開關(guān) FET 和一個(gè) 16mΩ 整流器 FET，使用具有集成斜坡補(bǔ)償功能的固定頻率峰值電流模式控制。在輕負(fù)載時(shí)，TPS61178 進(jìn)入自動(dòng) PFM 模式,這樣可使得在整個(gè)負(fù)載輸出范圍內(nèi)（不管是重載還是輕載），都可保持極高的效率。
2、該芯片可以在關(guān)斷或者輸出短路時(shí)將輸出與輸入側(cè)隔離。輸出短接后，它將進(jìn)入間斷模式以減小熱應(yīng)力，并可在短接結(jié)束后自動(dòng)恢復(fù)。此外，TPS61178 還具有 OVP 和過熱保護(hù)以避免故障運(yùn)行。TPS61178x 采用 3.0mm x3.5mm 13 引腳 VQFN 封裝，具有增強(qiáng)的熱耗散性能。
說了這些性能，我們看看實(shí)際的應(yīng)用情況如何。
下圖分別為該芯片的 典型應(yīng)用和 功能框圖：
01
從上圖我們可以看到，所需要的外部器件很少。該芯片還提供一個(gè)單獨(dú)的 pin 腳 DISDRV 來驅(qū)動(dòng)負(fù)載輸出端的外部 FET（P-FET）,在設(shè)備關(guān)斷或者輸出短路時(shí)它能完全斷開輸入與輸出的連接。啟動(dòng)時(shí)，通過內(nèi)部 55uA 的吸入電流源來控制外部 P-FET 開關(guān)。同時(shí)具有短路保護(hù)功能，如果電感電流達(dá)到了短路保護(hù)電流限制閾值（典型值 20A），或者輸出電壓降低到了正常輸出值的70%，那么該芯片就會(huì)進(jìn)入間斷（hiccup）模式,關(guān)斷自己然后 90m 后重啟，這樣就能減小熱應(yīng)力。短路狀況消失后，系統(tǒng)會(huì)重啟并且進(jìn)入啟動(dòng)流程：
02
在不同輸入條件下，電感 3.3uH，輸出 16V 時(shí)的不同負(fù)載的效率曲線，最高可達(dá)96%，在自動(dòng) PFM/PWM 切換模式下，輕載效率也高達(dá)90%以上：
03
不同輸入電壓下，設(shè)定 16V 輸出電壓，不同輸出負(fù)載下的輸出電壓（Output voltage VS Load），可見有良好的負(fù)載調(diào)整率：
04
我們來看看在 Vin=6V to 14V, Vout=16V, 500KHz 開關(guān)頻率，P-FET 連接在電路中，3A 滿載輸出電流下的各項(xiàng)實(shí)測(cè)值。
1) 輸出 1A 和 10mA 負(fù)載的紋波電壓如下,紋波電壓都在輸出值的3%以內(nèi)：
2) 負(fù)載變化瞬態(tài)響應(yīng) (0.5A-->2A)：
3) 輸出短路時(shí)的芯片響應(yīng)：
4) 輸出短路釋放后的實(shí)際響應(yīng)：
通過以上的介紹以及實(shí)際測(cè)試曲線，我們可以看到 TPS61178 輸出范圍高達(dá) 20V，內(nèi)置兩個(gè)低導(dǎo)通電阻的 FET，可調(diào)節(jié)開關(guān)頻率，最高可達(dá) 2.2MHz, 且提供了可讓負(fù)載斷開功能的柵極驅(qū)動(dòng)器，具有自動(dòng)切斷短路保護(hù)功能和過壓保護(hù)，在輕載時(shí)候自動(dòng)強(qiáng)制 PFM 模式降低開關(guān)損耗來提高效率，最高效率可達(dá)96%。
相關(guān)終端應(yīng)用
音頻子系統(tǒng)：無線（藍(lán)牙）揚(yáng)聲器
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