TPS5120DBT

TPS5120是一款双通道、高效同步降压控制器，其输出相位相差180度，可降低输入电流纹波，从而降低输入电容成本。PWM/SKIP引脚允许在轻载条件下将工作模式从PWM模式切换到跳频模式。跳频模式可降低工作频率，并缩短低端MOSFET的脉冲宽度，提高轻载条件下的效率。这两种模式，再加上同步整流驱动器、死区时间和极低的静态电流，可在所有负载条件下节省功率并延长电池寿命。片上1.5 A（典型值）的高端和低端MOSFET驱动器旨在驱动成本较低的N沟道MOSFET。无电阻电流保护和固定的高端驱动器电压简化了电源设计并减少了外部元件数量。每个通道相互独立，提供独立的控制器、过流保护和待机控制。时序灵活，可通过选择不同的软启动电容值进行调整。其他特性，如欠压锁定、电源正常指示、过压、欠压和可编程短路保护，可提高系统可靠性。

TPS5120包含两个开关模式电源（SMPS）控制器，它们相位相差180度且工作频率相同。两个通道均具备待机和软启动功能。

内部线性稳压器用于提供高端驱动器的自举电压和VREF（0.85 V）电源。当5 V稳压器与MOSFET驱动器断开连接时，仅用于提供VREF电源。由于输入电压范围为4.5 V至28 V，此特性可为自举电压提供固定电压，使驱动设计更加简便。它还用于为低端驱动器供电，容差为4%。当STBY1、STBY2和5V_STBY均置为低电平时，5 V稳压器禁用。

如果内部5 V开关检测到来自REG5V_IN引脚的5 V输入，则内部5 V线性稳压器与MOSFET驱动器断开连接。此时，外部5 V电源同时为低端驱动器和高端自举电路供电，从而提高效率。

每个通道都有自己的误差放大器，用于调节同步降压转换器的输出电压。它在PWM模式下用于高输出电流条件（>0.2 A）。单位增益带宽为2.5 MHz，可减少快速负载瞬变期间的放大器延迟，有助于实现快速瞬态响应。

在跳频模式下，每个通道都有自己的迟滞比较器，用于调节同步降压转换器的输出电压。迟滞值在内部设置，典型值为9 mV。从比较器输入到驱动器输出的延迟典型值为1.2 μs。

低端驱动器旨在驱动低导通电阻（rds(on)）的N沟道MOSFET。最大驱动电压为来自VREF5的5 V。驱动器的电流额定值在源极和漏极典型值为1.5 A。

高端驱动器旨在驱动低导通电阻（rds(on)）的N沟道MOSFET。驱动器的电流额定值在源极和漏极均为1.2 A。当配置为浮动驱动器时，驱动器的偏置电压由VREF5提供，将OUTx_u和LLx之间的最大驱动电压限制为5 V。LHx和OUTGND之间可施加的最大电压为33 V。

死区时间通过主动控制MOSFET驱动器的导通时间，防止在开关转换期间直通电流流过主功率FET。

过流保护通过将高端和低端MOSFET器件的漏源电压与设定点电压进行比较来实现。该设定点电压通过VCC与TRIP1或TRIP2端子之间的外部电阻设置。如果在高端导通期间漏源电压超过设定点电压，电流限制电路将终止高端驱动器脉冲。如果在低端导通期间超过设定点电压，低端脉冲将延续到下一个周期。这些操作共同作用，使输出电压降低，直到欠压保护电路启动，故障锁存器置位，高端和低端MOSFET驱动器均关闭。

对于过压保护（OVP），TPS5120监控INV引脚电压。当INV电压高于0.95 V（+12%）时，OVP比较器输出变为高电平，FLT定时器开始对连接到FLT的外部电容充电。经过设定时间后，FLT电路将MOSFET驱动器锁定关闭。

对于欠压保护（UVP），TPS5120监控INV引脚电压。当INV电压低于0.68 V（-19.4%）时，OVP比较器输出变为高电平，FLT定时器开始对连接到FLT的外部电容充电。此外，当电流比较器触发过流保护（OCP）时，UVP比较器检测到输出欠压并开始对FLT电容充电。经过设定时间后，FLT电路将所有MOSFET驱动器锁定关闭。

当OVP或UVP比较器输出变为高电平时，FLT电路开始对FLT电容充电。