Blog về công ty TI TPS548B28 Đồng bộ chuyển đổi bước xuống với cảm biến từ xa và giới hạn dòng chảy ngốc

Shenzhen Mingjiada Electronics Co., Ltd. cung cấp TITPS548B28Bộ chuyển đổi đồng bộ giảm dần với khả năng viễn thám và giới hạn dòng điện gián đoạn.

Tôi.TPS548B28Tổng quan sản phẩm
TPS548B28 là một bộ chuyển đổi DC-DC đồng bộ giảm tốc độ hiệu suất cao, dòng điện cao được thiết kế đặc biệt cho mật độ cao,Ứng dụng cung cấp điện công nghiệp và trung tâm dữ liệu chính xác và đáng tin cậy caoChip hỗ trợ một phạm vi điện áp đầu vào từ 2.7V đến 16V và có thể cung cấp một dòng đầu ra liên tục ổn định lên đến 20A.Nó sử dụng một giải pháp chip duy nhất với các MOSFET bên trên và bên dưới tích hợp, loại bỏ nhu cầu về các thiết bị điện bổ sung, do đó đơn giản hóa đáng kể thiết kế phần cứng nguồn điện và giảm dấu chân PCB.

CácTPS548B28kết hợp kiến trúc điều khiển đúng thời gian thích nghi D-CAP3 độc quyền của TI, không yêu cầu mạch bù trừ bên ngoài và cung cấp phản ứng chuyển tiếp cực nhanh và khả năng thích nghi đường tải rộng.Nó đi kèm tiêu chuẩn với hai tính năng chínhNó cũng tích hợp một LDO nội bộ 3V, khởi động mềm có thể lập trình, khởi động trước thiên vị,chỉ dẫn bật điện và chức năng bảo vệ nhiều lỗi, cân bằng độ chính xác đầu ra, ổn định hoạt động và khả năng bảo vệ tải, làm cho nó trở thành sự lựa chọn ưa thích cho các nguồn cấp điện giảm tốc độ chính xác cao.Chip sử dụng một gói nhỏ gọn 4mm × 3mm, làm cho nó phù hợp với các ứng dụng cung cấp năng lượng công suất cao với không gian hạn chế.

II. Đặc điểm chính của sản phẩmTPS548B28
Dựa trên một kiến trúc phần cứng toàn diện và thiết kế chức năng,TPS548B28cung cấp một số lợi thế hiệu suất đặc biệt.

- Hiệu suất điện rộng: Dải điện áp đầu vào từ 2,7V đến 16V, dòng điện đầu ra tối đa 20A và điện áp tham chiếu cố định, chính xác cao 0,6V.Độ chính xác điện áp đầu ra đạt ± 1%, đáp ứng nhu cầu của các ứng dụng cung cấp điện chính xác; hỗ trợ tần số chuyển đổi có thể chọn bằng chân, có thể cấu hình đến ba cấp độ 600 kHz,800 kHz và 1 MHz để phù hợp với các yêu cầu thiết kế hiệu quả và sóng khác nhau.
- Kích thước từ xa chính xác cao: Được trang bị kiến trúc cảm biến từ xa khác biệt, nó đo trực tiếp điện áp thực tế tại đầu cuối tải,giảm thiểu tổn thất điện áp gây ra bởi sự sụt giảm điện áp trong PCB và kháng tiếp xúc, do đó giải quyết hoàn toàn các vấn đề lệch điện áp đầu ra trong các kịch bản cung cấp điện điện dòng điện cao.
- Bảo vệ giới hạn dòng chảy gián đoạn thông minh: Có một cơ chế bảo vệ dòng chảy vượt quá dựa trên phát hiện dòng chảy thung lũng độc đáo; trong trường hợp lỗi,Thiết bị đi vào chế độ "hiccup" liên tụcKhông giống như giới hạn dòng điện liên tục truyền thống, điều này có hiệu quả làm giảm tổn thất quá tải, ngăn ngừa thiệt hại thành phần do quá nóng,và cải thiện đáng kể độ tin cậy hoạt động lâu dài của nguồn cung cấp điện.
- Thiết kế tối giản, tích hợp cao: tích hợp nội bộ các MOSFET đồng bộ phía trên và phía dưới, mạch điều khiển cổng và LDO 3V;không yêu cầu mạng lưới bù trừ bên ngoài và sử dụng một số lượng tối thiểu các thành phần bên ngoài, giảm sự phức tạp của bố cục PCB và chi phí phần cứng.
- Chức năng khởi động và điều khiển toàn diện: Hỗ trợ các chức năng khởi động mềm có thể lập trình và khởi động trước sự thiên vị để loại bỏ dòng điện và điện áp tăng trong khi khởi động;hỗ trợ đầu vào tham chiếu bên ngoài để cho phép theo dõi và thích nghi theo trình tự trong cấu hình đa nguồn điện.
- Cơ chế bảo vệ lỗi toàn diện: Bảo vệ tích hợp chống quá điện (OC), áp suất thấp (UV), áp suất cao (OV) và nhiệt độ cao.trong khi lỗi OV kích hoạt bảo vệ khóaKết hợp với một đầu ra thoát nước mở cho thấy trạng thái cung cấp điện bình thường, điều này cho phép theo dõi lỗi thời gian thực và bảo vệ chính xác.

III. Giải thích chi tiết về các nguyên tắc chức năng cốt lõi chính củaTPS548B28
1. Chức năng cảm biến từ xa
Dưới điều kiện đầu ra dòng điện cao 20A, sức đề kháng ký sinh của các dấu vết đầu ra PCB, miếng đệm và đầu nối gây ra sự sụt giảm điện áp đáng kể,dẫn đến một độ lệch giữa điện áp đầu ra nguồn điện và điện áp thực tế được cung cấp cho tải. Tiền tải càng lớn, lỗi giảm điện áp càng rõ rệt; trong trường hợp nghiêm trọng, điều này có thể dẫn đến nguồn cung cấp năng lượng không đủ cho tải độ chính xác và trục trặc hệ thống.Chức năng viễn cảm khác biệt được tích hợp vàoTPS548B28hoàn hảo giải quyết thách thức toàn ngành này.
Chức năng này sử dụng các chân cảm biến khác biệt SENSE + và SENSE độc lập để đo trực tiếp điện áp qua các đầu cuối tải,thay vì theo dõi điện áp tại các chân đầu ra địa phương của chipMột bộ khuếch đại lỗi nội bộ liên tục lấy mẫu điện áp chênh lệch ở cuối tải, điều chỉnh động chu kỳ PWM để bù đắp chính xác cho tổn thất giảm điện áp đường dây,do đó đảm bảo rằng điện áp ở đầu tải vẫn ổn định trong phạm vi ± 1%So với các giải pháp lấy mẫu điện áp cục bộ truyền thống, cảm biến từ xa hoàn toàn loại bỏ sự can thiệp giảm điện áp do dấu vết dòng điện cao.làm cho nó đặc biệt phù hợp cho các ứng dụng nguồn điện chính xác cao trong máy chủ, thiết bị công nghiệp, và FPGAs / chip.
Hơn nữa, mạch cảm biến từ xa có đầu vào kháng cự cao; nhánh cảm biến không tiêu thụ điện bổ sung và không can thiệp vào mạch cung cấp điện chính,do đó cân bằng độ chính xác cảm biến với hiệu quả chuyển đổi điện năng.

2. Intermittent Hiccup hiện tại giới hạn chức năng
Các bộ chuyển đổi buck truyền thống thường sử dụng bảo vệ giới hạn dòng liên tục theo chu kỳ; tuy nhiên, khi lỗi vẫn còn,các thiết bị điện vẫn ở trạng thái dẫn điện cao trong thời gian dài, có thể dễ dàng dẫn đến quá nóng chip, lão hóa thành phần, hoặc thậm chí phá hủy mạch điện.TPS548B28sử dụng một hệ thống phát hiện dòng chảy thung lũng kết hợp với một cơ chế bảo vệ dòng chảy quá cao ′hiccup′ gián đoạn, cung cấp một giải pháp bảo vệ rất đáng tin cậy phù hợp với điều kiện hoạt động dòng điện cao.
Bằng cách theo dõi dòng chảy nguồn thoát nước trong giai đoạn dẫn điện phía dưới của MOSFET, chip thu thập dòng chảy thung lũng của cảm ứng trong thời gian thực,cho phép phát hiện chính xác quá tải đầu ra và lỗi mạch ngắn. Khi dòng điện đầu ra được phát hiện vượt quá ngưỡng giới hạn dòng điện, thiết bị ngay lập tức kích hoạt logic bảo vệ:nó đình chỉ đầu ra chuyển đổi PWM và đi vào chế độ ngủ để giảm dòng, cho phép dòng điện cảm ứng suy giảm nhanh chóng; sau một chu kỳ ngủ cố định, chip tự động khởi động lại để cố gắng tiếp tục đầu ra.nguồn cung cấp điện tiếp tục hoạt động bình thường; nếu quá tải hoặc lỗi mạch ngắn tiếp tục, chip sẽ lặp lại chu kỳ gián đoạn của “tắt và ngủ” “khởi động lại và phát hiện”.
Chế độ hoạt động gián đoạn này làm giảm đáng kể mức tiêu thụ điện trung bình trong điều kiện lỗi, ngăn ngừa quá nóng liên tục của các thiết bị điện như MOSFET và cảm ứng.So với các giải pháp giới hạn dòng điện truyền thống, nó làm tăng đáng kể an toàn thiết bị và sự ổn định hệ thống trong điều kiện mạch ngắn và quá tải.chip hỗ trợ điều chỉnh có thể lập trình của ngưỡng giới hạn dòng điện thông qua một kháng cự bên ngoài R_TRIP, cho phép cấu hình linh hoạt của các thông số bảo vệ để phù hợp với các yêu cầu sức mạnh tải khác nhau và phù hợp với các thiết kế khác nhau trên nhiều kịch bản.Thiết bị tích hợp chức năng bảo vệ quá tải ngược cố định, ngăn chặn các dòng điện ngược cao, do đó tăng cường hệ thống bảo vệ hiện tại.

IV.TPS548B28Các thông số điện chính
Để minh họa rõ ràng giới hạn hiệu suất của thiết bị, các thông số điện chính của thiết bịTPS548B28được tóm tắt như sau:
- Phạm vi điện áp đầu vào: 2,7V đến 16V
- Điện liên tục tối đa: 20 A
- Độ chính xác điện áp tham chiếu: ± 1% (ở nhiệt độ phòng)
- Tùy chọn tần số chuyển đổi: 600 kHz, 800 kHz, 1 MHz (được chọn thông qua cấu hình chân)
- LDO đầu ra bên trong: 3 V (còn cố định)
- Rào hạn tăng dòng ngược: thông thường 10 A
- Chế độ bảo vệ: bảo vệ cú hích liên tục OC / UV, bảo vệ khóa OV, bảo vệ tắt quá nhiệt độ
- Thông số kỹ thuật gói: gói QFN nhỏ gọn 4 mm × 3 mm

V. Ứng dụng điển hình củaTPS548B28
Tận dụng các điểm mạnh cốt lõi của nó về độ chính xác cao, khả năng dòng điện cao và độ tin cậy cao, TPS548B28 được sử dụng rộng rãi trong các ứng dụng nguồn điện chính xác công suất cao:
- Cung cấp điện trên máy tính cho các máy chủ và công tắc trung tâm dữ liệu;
- Các nguồn điện điều chỉnh dòng điện cao cho thiết bị điều khiển công nghiệp và bảng chủ điều khiển công nghiệp;
- nguồn điện chính xác cho FPGA, DSP và lõi bộ xử lý cao cấp;
- Hệ thống điện tích hợp công suất cao cho thiết bị viễn thông và các ứng dụng ô tô;
- Thiết kế mô-đun năng lượng mật độ cao, công suất cao trong môi trường không gian hạn chế.

VI.TPS548B28Ưu điểm thiết kế và tóm tắt
CácTPS548B28là một bộ chuyển đổi buck đồng bộ hiệu suất cao được thiết kế đặc biệt để giải quyết các điểm đau liên quan đến các nguồn cung cấp điện buck dòng điện cao, chẳng hạn như độ chính xác kém,bảo vệ yếu và thiết kế phức tạpChức năng cảm biến độ khác biệt từ xa giải quyết, ở cấp phần cứng, vấn đề về độ chính xác cung cấp không đủ do sự sụt giảm điện áp trong các dấu vết dòng điện cao, đảm bảo lâu dài,điều chỉnh điện áp chính xác ở cuối tải; cơ chế bảo vệ giới hạn dòng điện “hiccup” liên tục cải tiến đáng kể khả năng chịu lỗi và an toàn hoạt động của nguồn cung cấp điện,ngăn ngừa thiệt hại của các thành phần do quá tải hoặc mạch ngắn.
Hơn nữa, kiến trúc tích hợp cao của thiết bị loại bỏ nhu cầu về nhiều thành phần bên ngoài và mạch bù đắp, đơn giản hóa bố cục PCB.Kết hợp với cấu hình tần số linh hoạt, điều khiển khởi động mềm và chức năng bảo vệ lỗi đa chiều, nó đạt được sự cân bằng giữa sự tiện lợi thiết kế, hiệu quả chuyển đổi và sự ổn định của hệ thống.So với các chip bước xuống trong cùng một lớp,TPS548B28mang lại những lợi thế đáng kể về độ chính xác, độ tin cậy và khả năng thích nghi trong điều kiện dòng điện cao 20A, làm cho nó trở thành một giải pháp tuyệt vời cho các thiết bị cao cấp,thiết kế nguồn cung cấp điện công suất cao trong công nghiệp, viễn thông và các ứng dụng trung tâm dữ liệu.