無(wú)需外置 MOSFET，電源設計更輕松!

德州儀器（TI）公司最近出了一款非常優(yōu)秀的 DC-DC 同步升壓芯片 TPS61178, 相較市面上的同步升壓芯片，他內置了柵極驅動(dòng)器（以實(shí)現負載斷開(kāi)功能）的 20V 同步升壓轉換器，峰值電流可達 10A , 效率最高可達96%，所以 TPS61178 非常適合應用在藍牙音箱，電池檢測，高亮手電筒，USB Type-C PD, 大尺寸面板門(mén)級驅動(dòng)等場(chǎng)合。

產(chǎn)品詳情介紹

我們就來(lái)仔細了解一下它的優(yōu)秀之處。

1、它的輸入電壓范圍是 2.7V 到 20V, 輸出電壓范圍是 4.5V 到 20V。該芯片集成了兩個(gè)低導通電阻的功率 FET：一個(gè) 16mΩ 開(kāi)關(guān) FET 和一個(gè) 16mΩ 整流器 FET，使用具有集成斜坡補償功能的固定頻率峰值電流模式控制。在輕負載時(shí)，TPS61178 進(jìn)入自動(dòng) PFM 模式,這樣可使得在整個(gè)負載輸出范圍內（不管是重載還是輕載），都可保持極高的效率。

2、該芯片可以在關(guān)斷或者輸出短路時(shí)將輸出與輸入側隔離。輸出短接后，它將進(jìn)入間斷模式以減小熱應力，并可在短接結束后自動(dòng)恢復。此外，TPS61178 還具有 OVP 和過(guò)熱保護以避免故障運行。TPS61178x 采用 3.0mm x3.5mm 13 引腳 VQFN 封裝，具有增強的熱耗散性能。

說(shuō)了這些性能，我們看看實(shí)際的應用情況如何。

下圖分別為該芯片的 典型應用和 功能框圖：

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從上圖我們可以看到，所需要的外部器件很少。該芯片還提供一個(gè)單獨的 pin 腳 DISDRV 來(lái)驅動(dòng)負載輸出端的外部 FET（P-FET）,在設備關(guān)斷或者輸出短路時(shí)它能完全斷開(kāi)輸入與輸出的連接。啟動(dòng)時(shí)，通過(guò)內部 55uA 的吸入電流源來(lái)控制外部 P-FET 開(kāi)關(guān)。同時(shí)具有短路保護功能，如果電感電流達到了短路保護電流限制閾值（典型值 20A），或者輸出電壓降低到了正常輸出值的70%，那么該芯片就會(huì )進(jìn)入間斷（hiccup）模式,關(guān)斷自己然后 90m 后重啟，這樣就能減小熱應力。短路狀況消失后，系統會(huì )重啟并且進(jìn)入啟動(dòng)流程：

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在不同輸入條件下，電感 3.3uH，輸出 16V 時(shí)的不同負載的效率曲線(xiàn)，最高可達96%，在自動(dòng) PFM/PWM 切換模式下，輕載效率也高達90%以上：

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不同輸入電壓下，設定 16V 輸出電壓，不同輸出負載下的輸出電壓（Output voltage VS Load），可見(jiàn)有良好的負載調整率：

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我們來(lái)看看在 Vin=6V to 14V, Vout=16V, 500KHz 開(kāi)關(guān)頻率，P-FET 連接在電路中，3A 滿(mǎn)載輸出電流下的各項實(shí)測值。

1) 輸出 1A 和 10mA 負載的紋波電壓如下,紋波電壓都在輸出值的3%以?xún)龋?/span>

2) 負載變化瞬態(tài)響應 (0.5A-->2A)：

3) 輸出短路時(shí)的芯片響應：

4) 輸出短路釋放后的實(shí)際響應：

通過(guò)以上的介紹以及實(shí)際測試曲線(xiàn)，我們可以看到 TPS61178 輸出范圍高達 20V，內置兩個(gè)低導通電阻的 FET，可調節開(kāi)關(guān)頻率，最高可達 2.2MHz, 且提供了可讓負載斷開(kāi)功能的柵極驅動(dòng)器，具有自動(dòng)切斷短路保護功能和過(guò)壓保護，在輕載時(shí)候自動(dòng)強制 PFM 模式降低開(kāi)關(guān)損耗來(lái)提高效率，最高效率可達96%。

相關(guān)終端應用

音頻子系統：無(wú)線(xiàn)（藍牙）揚聲器