TI 降壓轉換器介紹（TPS56X201/8 篇）
今天就給大家來介紹第二款產品，這個產品不僅可以同步降壓，而且還採用了德州儀器獨有的 D-CAP2 模式控制，擁有更加強大的性能。那麼事不宜遲，我們快來看看這個晶元吧。
TPS56X201/8
4.5V 至 17V 輸入、 同步降壓 SWIFT 轉換器
TPS56X201/8 是一款 DC-DC 的採用 SOT-23 封裝的簡單易用型 1A-5A 同步降壓轉換器，運行開關頻率為 580KHz，具有非常良好的性能，比如小於 10uA 的關斷電流，固定的 1mS 軟啟動時間，反饋精度也很高，達到了2%，內置各種保護模式：逐週期過流限制，斷續模式過流保護，非鎖存欠壓保護 (UVP) 和熱關斷 (TSD) 保護等。
該晶元可被優化為使用儘可能少的外部組件即可運行，並且可以實現低待機電流。採用德州儀器獨有的 D-CAP2 模式控制，從而提供快速瞬態響應，並且在無需外部補償元器件的情況下支持諸如高分子聚合物等低 ESR 輸出電容器以及超低 ESR 陶瓷電容器，省去了反饋控制的複雜設計。
? TPS56X201 系列可在脈衝跳躍模式下運行，從而能在輕載運行期間保持高效率。
? TPS56X208 系列工作在連續電流模式下，輕重載下都能保持低的輸出紋波電壓。
TPS56X201/8 可以應用在下面的各種方案中：
? 數字電視電源
? 高清藍光光碟播放器
? 網路家庭終端設備
? 數字機頂盒 (STB)
? 安全監控
我們以 TPS561201/8 為例，詳細瞭解一下晶元。
以下圖片分別是 TPS561201/8 的外形圖，內部框圖以及應用簡化電路原理圖。
外形圖
內部框圖
應用簡化電路原理圖
D-CAP2 模式：直接從輸出電容上取輸出電壓結合電感上取到的紋波信息來進行反饋。TPS56X201/8 使用一個虛擬紋波發生器來替代 RC 網路，集成在晶元內部來控制內部開關電路，因此該系列產品並不需要設計外部補償電路，從而節省了研發時間和成本。相對於 D-CAP 模式，當輸出端輸出電容採用低 ESR 的電容時，輸出紋波小，會導致輸出電壓不穩定，然而 D-CAP2 模式不需要採集輸出紋波的信息作為反饋，所以使用低 ESR 的電容，輸出電壓依舊保持穩定。
我們以如下圖要求（設計參數）為例，輸入 4.5V-17V, 輸出 1.05V/1A，來看看 TPS561201/8 的性能優異之處。
線路圖如下：
TI 推薦的元器件選值：
? 首先，我們來看看效率：
TPS561201 Vout=1.05V L=2.2uH
TPS561208 Vout=1.05V L=2.2uH
* 即使輸出電壓低到 1.05V, 在 0.1A 負載下，不同輸入電壓 TPS561201 效率都能達到70%以上，負載越大，效率越高；由於 TPS561201 在輕載下使用了 Pulse skip mode，所以輕載下效率會比使用 Continuous current mode 的 TPS561208 效率高；
TPS561201 Vout=1.5V L=2.2uH
TPS561208 Vout=1.5V L=2.2uH
TPS561201 Vout=3.3V L=3.3uH
TPS561208 Vout=3.3V L=3.3uH
TPS561201 Vout=5V L=4.7uH
TPS561208 Vout=5V L=4.7uH
隨著輸出電壓升高到 1.5V, 3.3V, 5V，可以看到:
* TPS561201 效率逐漸提升到90%以上。
* TPS561208 效率重載下也90%以上，輕載比重載稍微差一點。（由於 TPS561201 在輕載下使用了 Pulse skip mode，所以輕載下效率會比使用 Continuous current mode 的 TPS561208 效率高）
? 其次，我們來看看負載調整率：
Vin=5V
Vin=12V
* TPS561201在輕載下輸出電壓範圍在2%以內 （1.05*102%=1.071V），重載下基本上靠近0%；
* TPS561208 在輕載和重載下的輸出電壓範圍都在1%(1.05*101%=1.061V) 以內;
* 在不同負載情況下均表現出良好的負載調整率.
? 第三，我們來看看在線性調整率：
TPS561201 Iout=0.5A TPS561208 Iout=10mA
* 在 4.5V-17V 的輸入電壓下，輸出電流0.5A, * TPS561201 輸出電壓不超過1.06V（1%）;
* 在 4.5v-17V 的輸入電壓下，輸出電流10mA, * TPS561208 輸出電壓不超過 1.0525V(0.2%);
在不同的輸入電壓下均表現出良好的線性調整率。
? 第四，負載輸出瞬態切換時輸出電壓相應如下：
Vout=1.05V L=2.2uH，負載從 100mA 跳變到 1A 時的瞬態響應
TPS561201 0.1A to 1A 瞬態響應
TPS561208 0.1A to 1A 瞬態響應
* 在輕載和滿載切換下，輸出電壓的瞬態響應 30mV以內，輸出電壓的3%以內，非常小。我們知道，常規的電壓電流模式在負載瞬態變化時有很大的 overshoot 和 undershoot，而 TPS56X201/8 沒有，這是因為晶元採用了 D-CAP2 技術來實現快速瞬態相應的。
? 第五，輸出紋波：
TPS561201 輸出電壓紋波，Iout=10mA
TPS561208 輸出電壓紋波，Iout=0A
TPS561201 輸出電壓紋波，Iout=0.25A
TPS561201 輸出電壓紋波，Iout=1A
* TPS561201 輕載時輸出電壓紋波都在 30mV 以內，重載在 16mV 以內；
* TPS561208 輸出電壓紋波都在 16mV 以內；
* 兩者的輸出電壓紋波都非常低。
? 最後，我們來總結一下該系列晶元優秀特點：
? 所需元器件很少，內置低導通電阻 MOSFET 以及補償電路，使用 D-CAP2 模式，不需要設計反饋電路，節省研發和測試時間。
? TPS56X1201 系列使用 Pulse skip mode 即使在輕載下，效率也非常高；TPS56X1208 系列使用 Continuous Current mode，在負載範圍內輸出紋波電壓都很低。
? 快速的瞬態響應，在負載跳變時輸出電壓瞬態波動也很小。
? 內置軟啟動，過壓、過流保護，熱關斷保護等。
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