TPS65258 是一款具有 3 個降壓降壓轉換器的電源管理 IC。集成了高側和低側 MOSFET，以提供更高效率的完全同步轉換。這些轉換器旨在簡化其應用，同時讓設計人員可以選擇根據目標應用優化其使用。

轉換器可以在 5V、9V、12V 或 15V 系統中工作。可以使用電阻分壓器從外部將輸出電壓設置為介于 0.8 V 和輸入電源之間的任何值，減去轉換器路徑上的電阻壓降。每個轉換器都具有使能引腳（允許延遲啟動以進行排序）、軟啟動引腳（允許通過選擇軟啟動電容器來調節軟啟動時間）以及電流限制 （RLIM） 引腳（使設計人員能夠通過選擇外部電阻器來調整電流限制并優化電感器的選擇）。所有轉換器都以“打嗝模式”運行：一旦在任何轉換器中檢測到持續時間超過 10 ms 的過電流，它們將關閉 10 ms，然后再次嘗試啟動排序。如果過載已消除，轉換器將加速并正常運行。如果不是這種情況，轉換器將看到另一個過流事件并再次關閉，重復循環（打嗝），直到故障被清除。如果過載情況持續少于 10 毫秒，則只有受影響的相關轉換器將關閉并重新啟動，并且不會發生全局打嗝模式。
*附件：tps65258.pdf

轉換器的開關頻率由連接到 ROSC 引腳的外部電阻器設置。開關穩壓器的設計工作頻率范圍為 300 kHz 至 2.2 MHz。轉換器在此之間以 180° 相位工作，以最大限度地降低輸入濾波器要求。所有轉換器均具有峰值電流模式控制，可簡化外部頻率補償。

該器件具有內置的斜率補償斜坡，以防止峰值電流模式控制中的次諧波振蕩。傳統的 II 型補償網絡可以穩定系統并實現快速瞬態響應。此外，與反饋分壓器的上部電阻器并聯的可選電容器可提供一個額外的零點，并使交越頻率超過 100 kHz。

所有轉換器均具有自動低功率脈沖 PFM 跳躍模式，可提高輕負載和待機作期間的效率，同時保證極低的輸出紋波，允許在低輸出電壓下的值小于 2%。

該器件集成了過壓瞬態保護電路，以最大限度地減少電壓過沖。OVP 功能通過實現一個電路來比較 FB 引腳電壓與 OVP 閾值（內部電壓基準的 109%），從而最大限度地減少輸出過沖。如果 FB 引腳電壓大于 OVTP 閾值，則禁用高側 MOSFET，防止電流流向輸出，并最大限度地減少輸出過沖。當 FB 電壓下降低于 OVP 下限閾值 107% 時，允許高側 MOSFET 開啟下一個 clock cycle。

TPS65258 具有一個監控電路，用于監控每個降壓轉換器的輸出，并在排序完成后置位 PGOOD 引腳。PGOOD 引腳是開漏輸出。當任何 buck 轉換器被拉至標稱輸出電壓的 85% 以下時，PGOOD 引腳被拉低。當所有轉換器輸出都超過其標稱輸出電壓的 90% 時，PGOOD 被拉高。默認重置時間為 100 毫秒。PGOOD 的極性為高電平有效。

2 個 USB 開關可根據下游 USB 設備的需求提供高達 1A 的電流。當輸出負載超過限流閾值或出現短路時，PMU 通過切換到恒流模式并將過流邏輯輸出拉低，將輸出電流限制在安全水平。當持續的嚴重過載和短路增加開關中的功率耗散，導致結溫升高時，熱警告保護電路會關閉 USB 開關并允許降壓轉換器繼續運行。

該器件實施內部熱關斷功能，以便在結溫超過 160°C 時保護自身。 當結溫超過熱跳閘閾值時，熱關斷會強制器件停止工作。一旦芯片溫度降至 140°C 以下，該器件就會重新啟動上電序列。熱關斷滯后為 20°C。

特性

• 寬輸入電源電壓范圍：
  4.5 V 至 16 V
• 0.8V、1% 精度基準
• 連續負載：
  3 A （Buck1）、2 A（Buck2 和 3）
• 最大電流：
  3.5 A（降壓 1）、2.5 A（降壓 2 和 3）
• 同步運行，300kHz 至 2.2MHz 開關頻率
  由外部電阻器設置
• 具有內置電流源的外部使能引腳，便于排序
• 外部軟啟動引腳
• 由外部電阻器設置的可調逐周期電流限值
• 具有簡單補償電路的電流模式控制
• 自動低脈沖跳躍 （PSM） 功率模式，
  允許輸出紋波優于 2%
• 強制 PWM 模式
• 支持預偏置輸出
• 電源良好監控器和復位發生器
• 1A、2 個 USB 電源開關，帶過流和熱保護
• 小型、熱效率高的 40 引腳 6mm x 6mm RHA （QFN） 封裝
• –40°C 至 125°C 結溫范圍

參數

一、產品概述

• ?產品名稱?：TPS65258
• ?類型?：4.5V至16V輸入，高電流同步降壓（Buck）DC-DC轉換器，集成FET和2個USB開關
• ?特點?：三通道DC-DC轉換器，集成FET，支持預偏置輸出，具有自動低脈沖跳躍模式（PSM）和強制PWM模式

二、主要特性

• ?輸入電壓范圍?：4.5V至16V
• ?輸出電壓范圍?：0.8V至輸入電壓減去轉換器路徑上的電阻壓降
• ?輸出電流?：
  • Buck1：最大3.5A
  • Buck2和Buck3：最大2.5A
• ?開關頻率?：300kHz至2.2MHz（通過外部電阻設置）
• ?封裝?：40引腳6mm x 6mm RHA(QFN)封裝
• ?工作溫度范圍?：-40°C至125°C

三、應用領域

• 多電壓系統（5V、9V、12V、15V）的電源管理
• 需要高效率和高電流輸出的應用

四、功能描述

• ?電流模式控制?：簡化外部頻率補償
• ? 自動低脈沖跳躍模式（PSM） ?：輕載和待機時提高效率，同時保證低輸出紋波
• ?強制PWM模式?：可選的強制PWM模式以滿足特定應用需求
• ?預偏置輸出支持?：允許在預偏置輸出條件下安全啟動
• ?電源良好監控和復位生成器?：監控每個Buck的輸出，并在所有轉換器穩定后生成復位信號
• ?USB開關?：提供高達1A的電流，具有過流和熱保護功能

五、電氣特性

• ?電壓參考?：0.8V，1%精度
• ?靜態電流?：關機狀態下低至170μA，強制PWM模式下為18mA
• ?使能閾值?：高電平有效，EN引腳閾值電壓約為V3P3的66%
• ?軟啟動?：通過外部電容設置軟啟動時間
• ?過流保護?：逐周期電流限制，防止過流損害

六、封裝與訂購信息

• ?封裝類型?：40引腳RHA(QFN)封裝
• ?訂購信息?：提供Reel of 2500的包裝選項

七、設計指南

• ?輸出電壓設置?：通過電阻分壓器設置，推薦使用1%或更好精度的電阻
• ?輸出電感選擇?：根據輸出電流和紋波要求選擇合適的電感值
• ?輸出電容選擇?：滿足負載瞬態和輸出紋波要求
• ?輸入電容選擇?：每個轉換器至少需要一個10μF的陶瓷電容進行輸入解耦
• ?自舉電容?：每個Buck轉換器需要一個47nF的陶瓷電容連接在BST和LX引腳之間
• ?軟啟動電容?：根據所需的軟啟動時間選擇合適的電容值

八、保護特性

• ? 過壓瞬態保護（OVP） ?：防止輸出電壓過沖
• ?熱關斷?：超過160°C時自動關斷，保護芯片免受過熱損害
• ?USB過流保護?：限制輸出電流至安全水平，防止過流損害

九、布局推薦

• ?功率路徑?：盡量縮短VIN到LX、LX到GND的路徑，減小環路面積
• ?反饋路徑?：FB引腳到輸出端的反饋路徑應盡量短，并避免干擾
• ?熱管理?：暴露的熱焊盤必須焊接到PCB上，并通過過孔與地平面連接，以增強散熱
• ?模擬與數字分離?：將模擬信號和數字信號分開布局，避免相互干擾