회사 블로그 TI TPS548B28 원격 감지 및 힙업 전류 제한 기능이 있는 동기식 강압 컨버터

Shenzhen Mingjiada Electronics Co., Ltd.는 TI의 동기식 강압 컨버터를 원격 감지 및 간헐적 전류 제한 기능과 함께 공급합니다.

I. 제품 개요
TPS548B28은 고밀도, 고정밀, 고신뢰성 산업 및 데이터 센터 전원 공급 장치 애플리케이션을 위해 특별히 설계된 고성능, 고전류 동기식 강압 DC-DC 컨버터입니다. 이 칩은 2.7V ~ 16V의 입력 전압 범위를 지원하며 최대 20A의 안정적인 연속 출력 전류를 제공할 수 있습니다. 통합된 하이 사이드 및 로우 사이드 MOSFET을 갖춘 단일 칩 솔루션을 활용하여 추가 전력 장치가 필요 없으므로 전원 공급 장치 하드웨어 설계를 크게 단순화하고 PCB 공간을 줄입니다.

TPS548B28은 TI의 독자적인 D-CAP3 적응형 온타임 제어 아키텍처를 통합하여 외부 보상 회로가 필요 없으며 초고속 과도 응답 및 넓은 부하 라인 적응성을 제공합니다. 차동 원격 출력 감지 및 간헐적 헐떡임 전류 제한의 두 가지 주요 기능이 표준으로 제공됩니다. 또한 3V 내부 LDO, 프로그래밍 가능한 소프트 스타트, 사전 바이어스 스타트업, 전원 켜짐 표시 및 다중 오류 보호 기능을 통합하여 출력 정확도, 작동 안정성 및 부하 보호 기능을 균형 있게 제공하므로 고전류 정밀 강압 전원 공급 장치에 선호되는 선택입니다. 이 칩은 컴팩트한 4mm x 3mm 패키지를 사용하여 공간이 제한된 고전력 전원 공급 장치 애플리케이션에 적합합니다.TPS548B28

의 주요 제품 기능
TPS548B28- 광범위한 전기 성능: 2.7V ~ 16V의 입력 전압 범위, 최대 20A의 출력 전류, 고정된 고정밀 0.6V 기준 전압. 출력 전압 정확도는 ±1%에 달하여 정밀 전원 공급 장치 애플리케이션의 요구 사항을 충족합니다. 핀 선택 가능한 스위칭 주파수를 지원하며 600kHz, 800kHz 및 1MHz의 세 가지 레벨로 구성할 수 있어 다양한 효율성 및 리플 설계 요구 사항을 충족합니다.

- 고정밀 원격 감지: 차동 원격 감지 아키텍처를 갖추고 있어 부하 단자의 실제 전압을 직접 측정하여 PCB 트레이스 전압 강하 및 접촉 저항으로 인한 전압 손실을 완화하므로 고전류 전원 공급 장치 시나리오에서 출력 전압 편차 문제를 완전히 해결합니다.
- 지능형 간헐적 전류 제한 보호: 고유한 계곡 전류 감지 기반 과전류 보호 메커니즘을 특징으로 합니다. 오류 발생 시 장치는 간헐적인 '헐떡임' 모드로 진입합니다. 기존의 정전류 제한과 달리 과부하 손실을 효과적으로 줄이고 과열로 인한 부품 손상을 방지하며 전원 공급 장치의 장기적인 작동 신뢰성을 크게 향상시킵니다.
- 고집적, 최소화된 설계: 하이 사이드 및 로우 사이드 동기 MOSFET, 게이트 드라이버 회로 및 3V LDO를 내장합니다. 외부 보상 네트워크가 필요 없으며 최소한의 외부 부품을 사용하여 PCB 레이아웃 복잡성과 하드웨어 비용을 줄입니다.
- 포괄적인 시작 및 제어 기능: 프로그래밍 가능한 소프트 스타트 및 사전 바이어스 스타트업 기능을 지원하여 시작 시 돌입 전류 및 전압 스파이크를 제거합니다. 외부 기준 입력 지원으로 다중 전원 공급 장치 구성에서 순차적 추적 및 적응을 가능하게 합니다.
- 포괄적인 오류 보호 메커니즘: 과전류(OC), 저전압(UV), 과전압(OV) 및 과열 보호 기능을 통합합니다. OC 및 UV 오류는 간헐적 보호를 트리거하고 OV 오류는 잠금 보호를 트리거합니다. 정상 전원 공급 장치 상태를 나타내는 오픈 드레인 출력과 결합하여 실시간 오류 모니터링 및 정밀 보호를 가능하게 합니다.
III.

TPS548B28
1. 원격 감지 기능
20A의 고전류 출력 조건에서 PCB 출력 트레이스, 패드 및 커넥터의 기생 저항은 상당한 전압 강하를 유발하여 전원 공급 장치 출력 전압과 부하에 실제로 공급되는 전압 간의 편차를 초래합니다. 부하 전류가 클수록 전압 강하 오류가 더 두드러집니다. 심한 경우 정밀 부하에 전원 공급이 부족하고 시스템 오작동을 일으킬 수 있습니다. TPS548B28에 통합된 차동 원격 감지 기능은 이러한 업계 전반의 문제를 완벽하게 해결합니다. 또한 원격 감지 회로는 높은 임피던스 입력을 특징으로 합니다. 감지 분기는 추가 전력을 소비하지 않으며 메인 전원 공급 회로에 간섭하지 않으므로 감지 정확도와 전력 변환 효율성의 균형을 맞춥니다.
2. 간헐적 헐떡임 전류 제한 기능
기존의 벅 컨버터는 일반적으로 사이클별 정전류 제한 보호를 사용합니다. 그러나 오류가 지속되면 전력 장치가 장시간 동안 고전류 전도 상태를 유지하여 칩 과열, 부품 노화 또는 전력 회로 파괴로 이어질 수 있습니다. TPS548B28은 계곡 전류 감지와 간헐적인 '헐떡임' 과전류 보호 메커니즘을 결합하여 고전류 작동 조건에 적합한 매우 안정적인 보호 솔루션을 제공합니다.

로우 사이드 MOSFET의 전도 단계에서 드레인-소스 전류를 모니터링함으로써 칩은 인덕터의 계곡 전류를 실시간으로 캡처하여 출력 과부하 및 단락 오류를 정밀하게 감지할 수 있습니다. 출력 전류가 전류 제한 임계값을 초과하는 것으로 감지되면 장치는 즉시 보호 로직을 트리거합니다. PWM 스위칭 출력을 일시 중지하고 전류를 줄이기 위해 절전 모드로 들어가 인덕터 전류가 빠르게 감소하도록 합니다. 고정된 절전 주기 후 칩은 출력을 재개하기 위해 자동으로 다시 시작합니다. 오류가 해결되면 전원 공급 장치가 정상 작동을 재개합니다. 과부하 또는 단락 오류가 지속되면 칩은 '종료 및 절전 - 재시작 및 감지'의 간헐적 주기를 반복합니다.
이 간헐적 작동 모드는 오류 조건 중 평균 전력 소비를 크게 줄여 MOSFET 및 인덕터와 같은 전력 장치의 지속적인 과열을 방지합니다. 기존의 전류 제한 솔루션에 비해 단락 및 과부하 조건에서 장치 안전성과 시스템 안정성을 현저히 향상시킵니다. 또한 칩은 외부 저항 R_TRIP을 통한 전류 제한 임계값의 프로그래밍 가능한 조정을 지원하여 다양한 부하 전력 요구 사항에 맞게 보호 매개변수를 유연하게 구성하고 여러 시나리오에 걸쳐 차별화된 설계를 수용할 수 있습니다. 또한 장치에는 고정된 역 과전류 보호 기능이 통합되어 있어 높은 역 전류 서지를 억제하여 전류 보호 시스템을 더욱 향상시킵니다.TPS548B28
주요 전기 매개변수
장치의 성능 한계를 명확히 설명하기 위해 TPS548B28의 주요 전기 매개변수는 다음과 같이 요약됩니다.

- 입력 전압 범위: 2.7V ~ 16V - 기준 전압 정확도: ±1% (상온)
- 스위칭 주파수 옵션: 600kHz, 800kHz, 1MHz (핀 구성으로 선택) - 역 과전류 임계값: 일반적으로 -10A
- 보호 모드: OC/UV 간헐적 헐떡임 보호, OV 잠금 보호, 과열 차단 보호
- 패키지 사양: 4mm x 3mm 컴팩트 QFN 패키지
V.
TPS548B28
의 일반적인 애플리케이션
고정밀, 고전류 기능 및 고신뢰성의 핵심 강점을 활용하여 TPS548B28은 다양한 고전력 정밀 전원 공급 장치 애플리케이션에 널리 사용됩니다.
- 데이터 센터 서버 및 스위치의 고전력 온보드 전원 공급 장치
- 산업 제어 장비 및 산업 제어 마더보드의 고전류 정전압 전원 공급 장치

- FPGA, DSP 및 고급 프로세서 코어의 정밀 전원 공급 장치
- 공간이 제한된 환경의 고밀도, 고전력 전원 모듈 설계
VI.
TPS548B28
설계 이점 및 요약
TPS548B28은 부정확성, 약한 보호 및 복잡한 설계와 같은 고전류 벅 전원 공급 장치와 관련된 문제점을 해결하기 위해 특별히 설계된 고성능 동기식 벅 컨버터입니다. 원격 차동 감지 기능은 고전류 트레이스의 전압 강하로 인한 공급 정확도 부족 문제를 하드웨어 수준에서 해결하여 부하 끝에서 장기적이고 정밀한 전압 조정을 보장합니다. 혁신적인 간헐적 '헐떡임' 전류 제한 보호 메커니즘은 전원 공급 장치의 내결함성과 작동 안전성을 크게 향상시켜 과부하 또는 단락으로 인한 부품 손상을 방지합니다.
또한 장치의 고집적 아키텍처는 수많은 외부 부품 및 보상 회로의 필요성을 제거하여 PCB 레이아웃을 단순화합니다. 유연한 주파수 구성, 소프트 스타트 제어 및 다차원 오류 보호 기능과 결합하여 설계 편의성, 변환 효율성 및 시스템 안정성 간의 균형을 맞춥니다. 동일 등급의 강압 칩과 비교하여 TPS548B28은 20A의 고전류 조건에서 정확도, 신뢰성 및 적응성 측면에서 상당한 이점을 제공하여 산업, 통신 및 데이터 센터 애플리케이션의 고급 고전력 전원 공급 장치 설계에 탁월한 솔루션입니다.