TPS54140DGQR ondersteunt 42V-invoer en 1.5A-uitvoer

^{3 september 2025 Nieuws — De TPS54140DGQR synchrone buck-converter van Texas Instruments (TI) wordt op grote schaal toegepast in industrieel energiebeheer vanwege zijn uitstekende elektrische prestaties en compacte ontwerp. Volgens de technische specificaties van Mouser Electronics maakt dit apparaat gebruik van een efficiënt, thermisch verbeterd MSOP-10 PowerPAD™-pakket, ondersteunt het een breed ingangsspanningsbereik van 3,5 V tot 42 V en levert het tot 1,5 A continue uitgangsstroom, wat betrouwbare stroomoplossingen biedt voor industriële automatisering, communicatie-infrastructuur en elektronische systemen voor de auto-industrie.}

^{De TPS54140DGQR integreert een 35mΩ high-side en 60mΩ low-side MOSFET, en maakt gebruik van een current-mode control-architectuur met een vaste schakelfrequentie van 2,5 MHz, waardoor het gebruik van geminiaturiseerde inductor- en condensatorcomponenten mogelijk is. Volgens de datasheet van Mouser Electronics gaat het apparaat automatisch over in de energiebesparende modus bij lichte belastingen, waardoor de efficiëntie bij lichte belasting aanzienlijk wordt verbeterd, met een ruststroom van slechts 116μA. Het ingebouwde programmeerbare soft-startcircuit onderdrukt effectief de inschakelstroom tijdens het opstarten, wat zorgt voor een soepele inschakelvolgorde.}

^{1.VIN (Pin 1): Voedingsingangspin. Ondersteunt een breed DC-ingangsspanningsbereik van 3,5 V tot 42 V. Vereist een externe keramische ontkoppelcondensator van minimaal 10μF.}

^{2.EN (Pin 2): Inschakelbesturingspin. Activeert het apparaat wanneer de ingangsspanning hoger is dan 1,2 V (typisch) en gaat over in de uitschakelmodus wanneer deze lager is dan 0,5 V. Deze pin mag niet zwevend blijven.}

^{3.SS/TR (Pin 3): Soft-start/tracking-besturingspin. Programmeert de soft-starttijd door een externe condensator op de aarde aan te sluiten, en kan ook worden gebruikt voor power sequencing tracking.}

^{4.FB (Pin 4): Feedback-ingangspin. Wordt aangesloten op het uitgangsspanningsdelernetwerk. De interne referentiespanning is 0,8 V ±1%.}

^{5.COMP (Pin 5): Foutversterkercompensatieknooppuntpin. Vereist een extern RC-compensatienetwerk om de besturingslus te stabiliseren.}

^{6.GND (Pins 6, 7, 8): Signaal aarde pinnen. Moeten worden aangesloten op het PCB-aardvlak.}

^{7.SW (Pin 9): Schakelknooppuntpin. Wordt aangesloten op de externe inductor met een maximale spanningswaarde van 42 V. De PCB-parasitaire capaciteit op dit knooppunt moet worden geminimaliseerd.}

^{8.PowerPAD™ (Pin 10, onderste thermische pad): Moet op de PCB worden gesoldeerd en worden aangesloten op GND om een effectief thermisch afvoerkanaal te bieden.}

Dit circuit is een hoogfrequente, instelbare undervoltage lockout (UVLO) buck-schakelvoeding die is ontworpen om een hogere ingangsspanning (zoals een 12V- of 5V-bus) om te zetten in een stabiele 3,3V-uitgang om digitale circuits van stroom te voorzien.

^{1. Kernfuncties}

^{Spanningsconversie:
Fungeert als een buck-converter om efficiënt een hogere DC-ingangsspanning (VIN) te verlagen naar een stabiele 3,3V DC-uitgangsspanning (VOUT).}

^{Hoogfrequente werking:
Werkt op een hoge schakelfrequentie (waarschijnlijk variërend van honderden kHz tot meer dan 1 MHz).}

^Voordelen:

^{Maakt het gebruik van kleinere inductoren en condensatoren mogelijk, waardoor de totale grootte van de stroomoplossing wordt verminderd.}

^{Levert een snellere dynamische respons.}

^{Mogelijke nadelen:}

^{Verhoogde schakelverliezen.}

^{Vereist striktere lay-out- en routingpraktijken.}

^{Instelbare Undervoltage Lockout (UVLO):
Een belangrijke functie van dit ontwerp.}

^{Functie: Forceert de chip om uit te schakelen zonder uitgang wanneer de ingangsspanning (VIN) te laag is.}

^Doel:

^{Voorkomt storingen: Zorgt ervoor dat de chip niet werkt onder onvoldoende spanningsomstandigheden, waardoor een abnormale uitgang wordt vermeden.}

^{Beschermt batterijen: In batterijgevoede toepassingen voorkomt het schade aan de batterij door overontlading.}

^{"Instelbaar" Betekenis: De UVLO-inschakel- en uitschakeldrempelspanningen kunnen worden aangepast via een extern weerstandsdelernetwerk (meestal aangesloten tussen VIN en de EN (enable) pin of een speciale UVLO-pin), in plaats van te vertrouwen op de vaste interne drempels van de chip.}

^{2. Belangrijkste componenten (meestal opgenomen in het diagram)}

^{1. Schakelregelaar IC: De kerncontroller van het circuit. Integreert schakeltransistoren (MOSFET's), aandrijfcircuits, foutversterkers, PWM-controllers, enz.}

^{2. Inductor (L): Een energieopslagelement dat samenwerkt met condensatoren voor een soepele filtering. Het is een belangrijk onderdeel van de buck-topologie.}

^{3. Uitgangscondensator (C_OUT): Maakt de uitgangsstroom glad, vermindert de rimpelspanning en levert transiënte stroom aan de belasting.}

^{4. Feedbacknetwerk (R_FB1, R_FB2): Een weerstandsspanningsdeler die de uitgang bemonstert en terugvoert naar de FB (feedback) pin van de chip. De weerstandsverhouding stelt de uitgangsspanning (hier 3,3 V) nauwkeurig in.}

^{5. UVLO-instellingsweerstanden (R_UVLO1, R_UVLO2): Een andere weerstandsspanningsdeler, die meestal de ingangsspanning (V_IN) bemonstert, aangesloten op de EN- of UVLO-pin van de chip. De verhouding van deze deler bepaalt de minimale ingangsspanning die nodig is voor het opstarten van het systeem.}

^{6. Ingangscondensator (C_IN): Levert een lage impedantie momentane stroom aan de chip en vermindert de ingangsspanningsrimpel.}

^{7. Bootstrap-condensator (C_BOOT) (indien van toepassing): Wordt gebruikt om de high-side schakeltransistor in de chip aan te sturen.}

^{3. Ontwerpoverwegingen en opmerkingen}

^{1.Componentselectie:}

^{Inductor: De nominale stroom moet de maximale belastingsstroom plus de rimpelstroom overschrijden, met voldoende marge voor de verzadigingsstroom.}

^{Condensatoren: Moeten voldoen aan de vereisten voor uitgangsspanningsrimpel en belastings-transiënte respons. Let op hun ESR (Equivalent Series Resistance) en nominale rimpelstroom.}

^{2. PCB-lay-out:}

^{De hoogfrequente kenmerken maken de lay-out cruciaal.}

^{Belangrijke paden (schakelknooppunt, ingangscondensator, inductor) moeten zo kort en breed mogelijk zijn om parasitaire inductie en elektromagnetische interferentie (EMI) te minimaliseren.}

^{Het feedbacknetwerk moet uit de buurt van ruisbronnen (bijv. inductoren en schakelknooppunten) worden gehouden en een ster-aardingpunt gebruiken dat is aangesloten op de aardpin van de chip.}

^{3. UVLO-berekening:}

^{Bereken de waarden van R_UVLO1 en R_UVLO2 met behulp van de formules in de datasheet van de chip en de start/stop-drempelspanningen (bijv. V_START(on), V_STOP(off)) om de gewenste UVLO-drempels in te stellen.}

^{Opmerking:
Dit diagram illustreert een moderne, compacte en betrouwbare 3,3V-stroomoplossing. De hoogfrequente kenmerken maken het geschikt voor toepassingen met beperkte ruimte, terwijl de instelbare UVLO-functie de betrouwbaarheid en bescherming verbetert in omgevingen met ingangsspanningsvariaties (bijv. batterijgevoede systemen, hot-swap scenario's). Om dit ontwerp te implementeren, is het essentieel om de datasheet van de specifieke gebruikte schakelregelaar IC zorgvuldig te raadplegen en de aanbevelingen voor componentselectie en PCB-lay-out strikt op te volgen.}

Neem contact op met onze handelsspecialist:

--------------

E-mail: xcdzic@163.com

WhatsApp: +86-134-3443-7778
Bezoek de ECER-productpagina voor details: [链接]