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  • TPS54218 2.95V～6V入力、2A出力、2MHz、同期整流降圧型 SWIFT™コンバータ

    • JAJS381E September   2009  – September 2018 TPS54218

      PRODUCTION DATA.  

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  • TPS54218 2.95V～6V入力、2A出力、2MHz、同期整流降圧型 SWIFT™コンバータ
  1. 1 特長
  2. 2 アプリケーション
  3. 3 概要
    1.     Device Images
      1.      概略回路図
      2.      効率と出力電流との関係
  4. 4 改訂履歴
  5. 5 概要（続き）
  6. 6 Pin Configuration and Functions
    1.     Pin Functions
  7. 7 Specifications
    1. 7.1 Absolute Maximum Ratings
    2. 7.2 ESD Ratings
    3. 7.3 Recommended Operating Conditions
    4. 7.4 Thermal Information
    5. 7.5 Electrical Characteristics
    6. 7.6 Typical Characteristics
  8. 8 Detailed Description
    1. 8.1 Overview
    2. 8.2 Functional Block Diagram
    3. 8.3 Feature Description
      1. 8.3.1  Fixed Frequency PWM Control
      2. 8.3.2  Slope Compensation and Output Current
      3. 8.3.3  Bootstrap Voltage (Boot) and Low Dropout Operation
      4. 8.3.4  Error Amplifier
      5. 8.3.5  Voltage Reference
      6. 8.3.6  Adjusting the Output Voltage
      7. 8.3.7  Enable and Adjusting Undervoltage Lockout
      8. 8.3.8  Soft-Start Pin
      9. 8.3.9  Sequencing
      10. 8.3.10 Constant Switching Frequency and Timing Resistor (RT/CLK Pin)
      11. 8.3.11 Overcurrent Protection
      12. 8.3.12 Frequency Shift
      13. 8.3.13 Reverse Overcurrent Protection
      14. 8.3.14 Synchronize Using the RT/CLK Pin
      15. 8.3.15 Power Good (PWRGD Pin)
      16. 8.3.16 Overvoltage Transient Protection
      17. 8.3.17 Thermal Shutdown
    4. 8.4 Device Functional Modes
      1. 8.4.1 Small Signal Model for Loop Response
      2. 8.4.2 Simple Small Signal Model for Peak Current Mode Control
      3. 8.4.3 Small Signal Model for Frequency Compensation
  9. 9 Application and Implementation
    1. 9.1 Application Information
    2. 9.2 Typical Application
      1. 9.2.1 Design Requirements
      2. 9.2.2 Detailed Design Procedure
        1. 9.2.2.1  Step One: Select the Switching Frequency
        2. 9.2.2.2  Step Two: Select the Output Inductor
        3. 9.2.2.3  Step Three: Choose the Output Capacitor
        4. 9.2.2.4  Step Four: Select the Input Capacitor
        5. 9.2.2.5  Step Five: Minimum Load DC COMP Voltage
        6. 9.2.2.6  Step Six: Choose the Soft-Start Capacitor
        7. 9.2.2.7  Step Seven: Select the Bootstrap Capacitor
        8. 9.2.2.8  Step Eight: Undervoltage Lockout Threshold
        9. 9.2.2.9  Step Nine: Select Output Voltage and Feedback Resistors
          1. 9.2.2.9.1 Output Voltage Limitations
        10. 9.2.2.10 Step 10: Select Loop Compensation Components
        11. 9.2.2.11 Power Dissipation Estimate
      3. 9.2.3 Application Curves
  10. 10Power Supply Recommendations
  11. 11Layout
    1. 11.1 Layout Guidelines
    2. 11.2 Layout Example
  12. 12デバイスおよびドキュメントのサポート
    1. 12.1 デバイス・サポート
      1. 12.1.1 WEBENCH®ツールによるカスタム設計
      2. 12.1.2 開発サポート
    2. 12.2 商標
    3. 12.3 静電気放電に関する注意事項
    4. 12.4 Glossary
  13. 13メカニカル、パッケージ、および注文情報
  14. 重要なお知らせ
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DATA SHEET

TPS54218 2.95V～6V入力、2A出力、2MHz、同期整流降圧型 SWIFT™コンバータ

このリソースの元の言語は英語です。 翻訳は概要を便宜的に提供するもので、自動化ツール (機械翻訳) を使用していることがあり、TI では翻訳の正確性および妥当性につきましては一切保証いたしません。 実際の設計などの前には、ti.com で必ず最新の英語版をご参照くださいますようお願いいたします。

1 特長

  • 2つの30mΩ (標準値) MOSFETにより2Aの負荷で高効率を実現
  • スイッチング周波数: 200kHz～2MHz
  • 温度範囲内での基準電圧: 0.8V ±1%
  • 外部クロックに同期
  • 調整可能なスロー・スタートとシーケンシング
  • UVおよびOVのパワー・グッド出力
  • 動作時およびシャットダウン時の低い静止電流
  • プリバイアス出力への安全なスタートアップ
  • サイクル単位の電流制限、過熱保護、周波数フォールドバック保護機能
  • 動作時の接合部温度範囲: -40℃～150℃
  • 熱的に強化された3mm×3mmの16ピンWQFNパッケージ
  • WEBENCH® Power Designerにより、TPS54218を使用するカスタム設計を作成

2 アプリケーション

  • 低電圧、高密度の電源システム
  • 高性能DSP、FPGA、ASIC、マイクロプロセッサのポイント・オブ・ロード・レギュレーション
  • ブロードバンド、ネットワーク、光通信インフラ

3 概要

TPS54218デバイスは完全な機能を持つ6V、2A、同期整流降圧型電流モード・コンバータで、2つのMOSFETが内蔵されています。

TPS54218デバイスにはMOSFETが内蔵され、電流モード制御の実装により外付け部品数が減少し、最高2MHzのスイッチング周波数が可能なためインダクタのサイズが小さくなり、小型の3mm×3mmの熱的に強化されたQFNパッケージによりデバイスの占有面積が最小化されるため、小型のデバイスを設計できます。

TPS54218デバイスは、±1%の高精度基準電圧(VREF)により、温度にかかわらず各種の負荷について正確なレギュレーションを行います。

内蔵の30mΩ MOSFETと標準値350μAの消費電流により、効率が最大化されます。ENピンを使用してシャットダウン・モードに移行でき、シャットダウン時の消費電流は2μAに低下します。

製品情報(1)

型番 パッケージ 本体サイズ（公称）
TPS54218 WQFN (16) 3.00mm×3.00mm
  1. 利用可能なすべてのパッケージについては、このデータシートの末尾にある注文情報を参照してください。

Device Images

概略回路図

TPS54218 simp_app_slvs974.gif

効率と出力電流との関係

TPS54218 eff_fp_slvs974.gif

4 改訂履歴

Changes from D Revision (April 2018) to E Revision

  • Changed charge current from 1.8 μA to 2.07 μAGo
  • Changed SS discharge voltage (overload) units from μA to mVGo
  • Changed SS charge current graphGo
  • Updated content of Soft-Start Pin, including Equation 4Go
  • Changed "ISS is 2 μA..." to "ISS is 2.07 μA." Go
  • Deleted "VREF is 0.8 V"Go
  • Changed "...which requires a 10 µF capacitor' to "...which requires a 9.2-nF capacitor. The nearest standard value of 10 nF is used resulting in a calculated soft-start time of 4.3 msec. "Go
  • Deleted reference to obsolete SwitcherPro software Go

Changes from C Revision (December 2014) to D Revision

  • タイトルを更新、TIリファレンス・デザインのナビゲーション・アイコンを上端に追加Go

Changes from B Revision (June 2013) to C Revision

  • 「ESD定格」表、「機能説明」セクション、「デバイスの機能モード」セクション、「アプリケーションと実装セクション、「電源に関する推奨事項」セクション、「レイアウト」セクション、「デバイスおよびドキュメントのサポート」セクション、「メカニカル、パッケージ、および注文情報」セクションを追加Go

Changes from A Revision (August 2012) to B Revision

  • Added Figure 22 to Typical Characteristics sectionGo
  • Added clarity to Fixed Frequency PWM Control sectionGo
  • Added clarity to Soft-Start Pin sectionGo
  • Added Soft-Start Pin sectionGo
  • Added clarity to Synchronize Using the RT/CLK Pin sectionGo
  • Added Step Five: Minimum Load DC COMP Voltage sectionGo
  • Added clarity to the Step Six: Choose the Soft-Start Capacitor sectionGo

Changes from * Revision (September 2009) to A Revision

  • Added "Instantaneous peak current" specification to the Current Limit section in the Electrical Characteristics tableGo

5 概要（続き）

低電圧誤動作防止は内部で2.6Vに設定されていますが、イネーブル・ピンの抵抗回路でスレッショルドをプログラムすることにより、さらに高い電圧に設定できます。起動時の出力電圧の上昇は、ソフト・スタート・ピンによって制御されます。出力が公称電圧の93%～107%の範囲内にあるとき、オープン・ドレインのパワー・グッド信号で示されます。周波数のフォールドバックとサーマル・シャットダウンにより、過電流時にデバイスが保護されます。

SWIFT™の詳しいドキュメントについては、TIのWebサイト(www.ti.com/swift)を参照してください。

6 Pin Configuration and Functions

RTE Package
16 Pin WQFN
(TOP VIEW)
TPS54218 pinout_rte16_slvs974.gif

Pin Functions

PIN I/O(1) DESCRIPTION
NAME NO.
AGND 5 G Analog ground should be electrically connected to GND close to the device.
BOOT 13 I A bootstrap capacitor is required between BOOT and PH. If the voltage on this capacitor is below the minimum required by the BOOT UVLO, the output is forced to switch off until the capacitor is refreshed.
COMP 7 O Error amplifier output, and input to the output switch current comparator. Connect frequency compensation components to this pin.
EN 15 I Enable pin, internal pull-up current source. Pull below 1.2 V to disable. Float to enable. Can be used to set the on/off threshold (adjust UVLO) with two additional resistors.
GND 3 G Power ground. This pin should be electrically connected directly to the power pad under the device.
4
PH 10 O The source of the internal high-side power MOSFET, and drain of the internal low-side (synchronous) rectifier MOSFET.
11
12
PWRGD 14 O An open drain output, asserts low if output voltage is low due to thermal shutdown, overcurrent, over/under-voltage or EN shut down.
RT/CLK 8 I/O Resistor Timing or External Clock input pin.
SS 9 I/O Slow-start. An external capacitor connected to this pin sets the output voltage rise time. Soft
VIN 1 I Input supply voltage, 2.95 V to 6 V.
2
16
VSENSE 6 I Inverting node of the transconductance (gm) error amplifier.
Thermal Pad G GND pin should be connected to the exposed power pad for proper operation. This power pad should be connected to any internal PCB ground plane using multiple vias for good thermal performance.
(1) I = Input, O = Output, G = Ground

7 Specifications

7.1 Absolute Maximum Ratings

over operating free-air temperature range (unless otherwise noted) (1)
MIN MAX UNIT
Input voltage EN, PWRGD, VIN –0.3 7 V
RT/CLK –0.3 6
COMP, SS, VSENSE –0.3 3
BOOT VPH+ 8 V
Output voltage BOOT-PH 8 V
PH –0.6 7
PH (10 ns transient) –2 7
Source current EN, RT/CLK 100 µA
Sink current COMP, SS 100 µA
PWRGD 10 mA
Operating junction temperature, TJ –40 150 °C
Storage temperature, Tstg –65 150 °C
(1) Stresses beyond those listed under Absolute Maximum Ratings may cause permanent damage to the device. These are stress ratings only, which do not imply functional operation of the device at these or any other conditions beyond those indicated under Recommended Operating Conditions. Exposure to absolute-maximum-rated conditions for extended periods may affect device reliability.

 
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