TX4121

TX4121 3.1A 开关降压型同步整流 DC-DC 转换器 概述 TX4121 是 一 款 开 关 降 压 型 同 步 整 流 DC-DC 转 换 器 。 芯 片 集 成 了 一 个 36V/79mΩ 高侧 MOSFET 和一个 36V/62mΩ 低侧 MOSFET ，宽输入工作电压 6.5V 至 36V 能提供 3.1A 的连续负载电流输出，并具有 33V 输入过压保护。 峰值电流模式控制提供快速的瞬态响应和逐周期限流。可编程软启动可防止上电时 的浪涌电流。采用低 ESR 陶瓷输出电容即可稳定工作，输入欠压锁定，输入过压 保护，防止设备在高输入电压下工作，输出过压保护，输出短路保护，同时具有高 低端电流限制来保护设备。芯片采用 ESOP8 封装。 产品特点 □ □ □ □ □ □ □ □ □ 应用领域 输入电压：6.5V-36V 输入欠压锁定 3.1A 连续输出电流 效率：高达95% 输入过压保护 输出过压保护 固定300KHz开关频率 过热保护 启动时间可调 ● ● ● ● ● ● ● ● 网络系统 医疗设备 消费类电子产品 数据通信，XDSL调制解调器 分布式电源系统 USB充电器 便携式充电设备 机顶盒、电视、LCD显示器 管脚定义 www.xdssemi.com TX4121-V1.0 第 1 页 TX4121 管脚功能描述 引脚 1 2 3 4 5 字符 BST VDD SW GND FB 6 7 8 9 COMP EN SST EP 管脚描述 自举驱动脚，和SW脚接一个0.1uF或更大的电容 芯片电源输入 芯片开关输出 芯片接地 采样反馈输入 连接补偿网络使转换器工作更稳定 使能端，高电平有效，内置大阻值上拉 可编程的软启动输入 散热器 电路框图 www.xdssemi.com TX4121-V1.0 第 2 页 TX4121 典型应用 极限应用参数 参数名称 工作电压 输出电压 输出电流 温度 θJA θJC 标号 VDD EN SST FB VOUT IOUT JT ESOP8 ESOP8 测试调件 工作结温度 结到环境热阻 结到外壳热阻 MIN 6.5 -0.3 -0.3 -0.3 0.5 0 -40 TYP. MAX 36 6 6 6 VIN*D_MAX 3.1 125 56 45 Unit V V V V V A ℃ ℃W ℃W 注 ：极限参数是指超过上表中规定的工作范围可能会导致器件损坏。而工作 在以上极限条件下可能会影响器件的可靠性。 www.xdssemi.com TX4121-V1.0 第 3 页 TX4121 电气特性 测试条件: VDD=12V，TA=25℃,除非另有说明 参数 标号 启动最小输入电压 VUVLO_up VUVLO_down VUVLO_hys IQ Fosc VFB VFB_OVP D_MAX Ton Hs_Iocl Ls_Iocl Vinovp TH_SD TH_sdhys RDS(ON)_H RDS(ON)_L I_leak_sw V_EN_H V_EN_L I_EN_IN I_SST_CHG I_COMP_SRC I_COMP_SNK 关闭电压 / 静态电流 振荡器 反馈电压 反馈过电压阈值 最大占空比（注） 最短的时间（注） 上限开关电流限制 下限开关电流限制 输入过压保护 过热保护（注） 热关断迟滞（注） 高侧开关导通电阻 低侧开关导通电阻 高侧开关漏电流 EN高电压 EN低电压 EN输入电流 软启动充电电流 补偿源电流 比较吸收电流 条件 最小值 典型值 最大值 单位 6.5 V V V mA KHz V V % ns A A V 6.0 0.5 1 300 0.9 VFB=1.1V 4.5≤VIN≤36V 0.99 （注） 最小占空比 IOUT = 1A，VOUT = 3.3V IOUT = 1A, VOUT = 3.3V VEN = 0V, VSW= 0V VFB=1.0V VFB=0.8V 1.2 94 100 5.9 5.5 33 155 15 79 62 0 10 1.1 1.6 2.3 5.2 3.2 ℃ ℃ mΩ mΩ uA V V uA uA uA uA （注）：由设计保证，未在生产中测试 www.xdssemi.com TX4121-V1.0 第 4 页 TX4121 VIN=12V VOUT=5V VIN=24V 效率 VOUT=5V 效率 VIN=12V VOUT=5V VIN=24V 负载瞬态 0.3A-3A 负载瞬态 0.3A-3A VIN=12V VOUT=5V VIN=12V VOUT=5V 启动波形 IOUT=0A 启动波形 IOUT=3A www.xdssemi.com VOUT=5V TX4121-V1.0 第 5 页 TX4121 VIN=12V VOUT=5V 关闭波形 IOUT=0A VIN=12V VOUT=5V 关闭波形 IOUT=3A VIN=24V VOUT=5V VIN=24V VOUT=5V 启动波形 IOUT=0A 启动波形 IOUT=3A VIN=24V VOUT=5V 关闭波形 IOUT=0A VIN=24V VOUT=5V 关闭波形 IOUT=3A www.xdssemi.com TX4121-V1.0 第 6 页 TX4121 VIN=12V VOUT=5V 稳定状态 IOUT=3A VIN=24V VOUT=5V 稳定状态 IOUT=3A VIN=12V VIN=24V VOUT=5V 短路波形 VOUT=5V 短路波形 www.xdssemi.com TX4121-V1.0 第 7 页 TX4121 应用指南 TX4121是一款同步降压型 DC-DC 转换器，工作电压范围为 6.5V至36V。 它能够以非常小尺寸的解决方案提供高达 3.1A 的连续负载电流以及高效率和散热 性能 .芯片还集成了输入过压和输出过压保护。此功能可帮助客户轻松设计安全的 DC-DC 转换器。开关频率固定在 300KHz，以最大限度地减小电感器尺寸并提高 EMI性能。软启动时间可通过 SST 引脚电容进行调整。 峰值电流模式控制 芯片采用固定的 300KHz 频率峰值电流模式控制。输出电压由FB引脚上的 外部反馈电阻串检测，并馈送至内部误差放大器。误差放大器的输出将通过内部 PWM 比较器与高端电流检测信号进行比较。当第二个信号高于第一个信号时， PWM 比较器将产生一个关断信号来关闭高端开关。误差放大器的输出电压会随输出负载 电流成比例地增加或减少。芯片内部具有逐周期峰值电流限制功能，以保证安全的 负载电流。内部具有轻载效率的休眠功能，可帮助提高轻载效率。当输出电流较低 时，将进入睡眠模式。内部参考电压在电路温度范围内产生精确的 ±1.5％的参考 电压。 输出电压设置 输出电压由输出端到 FB 引脚的分压电阻设置。该分压电阻使用1％的精密 电阻。输出电压的计算公式为（R1是上拉电阻，R2是下拉电阻）。 VREF是内部参考电压：0.9V。 VOUT  VREF * R1  R 2 R2 设置启用阈值 当EN引脚电压超过阈值时芯片开始工作。当保持EN脚电压低于阈值时，芯片 将停止工作。IC 的静态电流非常低，以保持系统有良好的关断操作。芯片内部具 有一个上拉电阻，以确保 IC 在 EN 引脚悬空时工作。如果需要控制 EN 引脚， 使用开漏或集电极开路输出逻辑电路来连接它。当系统需要较高的输入门限时，可 以按照下图所示配置 EN 引脚。 误差放大器 芯片具有跨导误差放大器。它将 FB 电压与 0.9V 参考电压之间的较低电 压进行比较和出现在 SST 引脚的软启动电压进行比较。COMP 引脚频率补偿输入 脚。 斜率补偿 为了避免在高占空比时发生次谐波振荡，芯片为流经高压侧开关的电流的感测 信号增加了斜率补偿斜坡。 TX4121-V1.0 www.xdssemi.com 第 8 页 TX4121 自举电压由内部LDO提供 芯片内部具有一个 LDO，以提供高侧开关所消耗的能量。在 BST 引脚，芯 片需要在BST和SW引脚之间使用 100nF 的小型陶瓷电容，为高侧开关提供栅极驱 动电压。当高侧关闭时，自举电容充电。在连续电流模式下，当低侧导通时，自举 电容将被充电。自举电容电压将保持在大约 5.3V。当 IC 在睡眠模式下工作时， 自举电容的充电值取决于输入和输出电压的差值。但是，当电压在自举电容低于自 举电压刷新阈值，芯片将强制低压侧对自举电容充电。将稳压器输出端的外部二极 管连接到 BST 引脚也将起作用，并在输出足够高时提高稳压器的效率。为了提高 EMI 性能，可在 BST 引脚和自举电容之间连接一个电阻以减慢高端电源开关的导 通速度。 软启动和打嗝模式 需要在 SST 引脚上接一个电容来满足软启动功能。软启动时间可通过在此 引脚上设置不同的软启动电容来调节。当 SST 电容开始工作时，内部有 2.3uA 的电流给 SST 电容充电。电容器也用于配置短路呃休息时间。软启动周期结束 后，当VFB 65％）和高输出电压（ VOUT> 12V）应用时，推荐该二极管 用在高占空比的工作。 TX4121-V1.0 www.xdssemi.com 第 11 页 TX4121 封装信息 ESOP8 字符 D 公制 最小 4.7 英制 最大 5.1 最小 最大 0.185 0.2 0.126 0.134 0.228 0.244 0.15 0.157 0.091 0.099 0.05 0.013 0.02 D1 E E1 3.202 5.8 3.8 3.402 6.2 4 A A1 A2 0.05 1.35 1.35 0.25 1.55 1.75 0.004 0.053 0.053 0.01 0.061 0.069 L c 0.4 0.17 1.27 0.25 0.016 0.006 0° 0.050 0.01 8° E2 e b θ 2.313 2.513 1.27 0.33 0.51 0° 8° TX4121-V1.0 www.xdssemi.com 第 12 页