TPS54140DGQR prend en charge une entrée de 42 V et une sortie de 1,5 A

^{Nouvelles du 3 septembre 2025 — Le convertisseur abaisseur synchrone TPS54140DGQR de Texas Instruments (TI) est de plus en plus adopté dans la gestion de l'alimentation industrielle en raison de ses excellentes performances électriques et de sa conception compacte. Selon les spécifications techniques fournies par Mouser Electronics, ce dispositif utilise un boîtier MSOP-10 PowerPAD™ thermiquement amélioré et efficace, prend en charge une large plage de tension d'entrée de 3,5 V à 42 V et fournit jusqu'à 1,5 A de courant de sortie continu, offrant des solutions d'alimentation fiables pour l'automatisation industrielle, l'infrastructure de communication et les systèmes électroniques automobiles.}

^{Le TPS54140DGQR intègre un MOSFET côté haut de 35 mΩ et un MOSFET côté bas de 60 mΩ, adoptant une architecture de contrôle en mode courant avec une fréquence de commutation fixe de 2,5 MHz, permettant l'utilisation de composants inducteurs et condensateurs miniaturisés. Selon la fiche technique de Mouser Electronics, l'appareil passe automatiquement en mode d'économie d'énergie en cas de faibles charges, améliorant considérablement l'efficacité en cas de faible charge, avec un courant de repos de seulement 116μA. Le circuit de démarrage progressif programmable intégré supprime efficacement le courant d'appel au démarrage, offrant une séquence de mise sous tension en douceur.}

^{1.VIN (Broche 1) : Broche d'entrée d'alimentation. Prend en charge une large plage de tension d'entrée CC de 3,5 V à 42 V. Nécessite un condensateur de découplage céramique externe d'au moins 10μF.}

^{2.EN (Broche 2) : Broche de contrôle d'activation. Active l'appareil lorsque la tension d'entrée dépasse 1,2 V (typique) et entre en mode d'arrêt lorsqu'elle est inférieure à 0,5 V. Cette broche ne doit pas être laissée flottante.}

^{3.SS/TR (Broche 3) : Broche de contrôle de démarrage progressif/suivi. Programme le temps de démarrage progressif en connectant un condensateur externe à la masse, et peut également être utilisé pour le suivi de la séquence d'alimentation.}

^{4.FB (Broche 4) : Broche d'entrée de rétroaction. Se connecte au réseau diviseur de tension de sortie. La tension de référence interne est de 0,8 V ±1%.}

^{5.COMP (Broche 5) : Broche de nœud de compensation de l'amplificateur d'erreur. Nécessite un réseau de compensation RC externe pour stabiliser la boucle de contrôle.}

^{6.GND (Broches 6, 7, 8) : Broches de masse du signal. Doivent être connectées au plan de masse du circuit imprimé.}

^{7.SW (Broche 9) : Broche de nœud de commutation. Se connecte à l'inducteur externe avec une tension nominale maximale de 42 V. La capacité parasite du circuit imprimé à ce nœud doit être minimisée.}

^{8.PowerPAD™ (Broche 10, pastille thermique inférieure) : Doit être soudée au circuit imprimé et connectée à GND pour fournir un chemin de dissipation thermique efficace.}

Ce circuit est une alimentation à découpage abaisseur (buck) à verrouillage de sous-tension (UVLO) réglable à haute fréquence, conçue pour convertir une tension d'entrée plus élevée (telle que un bus de 12 V ou 5 V) en une sortie stable de 3,3 V pour alimenter les circuits numériques.

^{1.Fonctions principales}

^{Conversion de tension :
Fonctionne comme un convertisseur abaisseur pour abaisser efficacement une tension d'entrée CC (VIN) plus élevée en une tension de sortie CC stable de 3,3 V (VOUT).}

^{Fonctionnement à haute fréquence :
Fonctionne à une fréquence de commutation élevée (probablement allant de centaines de kHz à plus de 1 MHz).}

^Avantages :

^{Permet l'utilisation d'inducteurs et de condensateurs plus petits, réduisant la taille globale de la solution d'alimentation.}

^{Offre une réponse dynamique plus rapide.}

^{Inconvénients potentiels :}

^{Augmentation des pertes de commutation.}

^{Nécessite des pratiques de routage et de disposition plus strictes.}

^{Verrouillage de sous-tension (UVLO) réglable :
Une caractéristique clé de cette conception.}

^{Fonction : Force la puce à s'arrêter sans sortie lorsque la tension d'entrée (VIN) est trop basse.}

^Objectif :

^{Empêche les dysfonctionnements : garantit que la puce ne fonctionne pas dans des conditions de tension insuffisante, évitant ainsi une sortie anormale.}

^{Protège les batteries : dans les applications alimentées par batterie, empêche les dommages de la batterie dus à une décharge excessive.}

^{Signification « Réglable » : Les tensions de seuil de mise en marche et d'arrêt de l'UVLO peuvent être personnalisées via un réseau diviseur de résistances externe (généralement connecté entre VIN et la broche EN (activation) ou une broche UVLO dédiée), plutôt que de s'appuyer sur les seuils internes fixes de la puce.}

^{2.Composants clés (généralement inclus dans le schéma)}

^{1.CI régulateur de commutation : Le contrôleur principal du circuit. Intègre des transistors de commutation (MOSFET), des circuits d'attaque, des amplificateurs d'erreur, des contrôleurs PWM, etc.}

^{2.Inducteur (L) : Un élément de stockage d'énergie qui fonctionne avec des condensateurs pour un filtrage en douceur. C'est un composant clé de la topologie abaisseuse.}

^{3.Condensateur de sortie (C_OUT) : Lisse le courant de sortie, réduit la tension d'ondulation et fournit un courant transitoire à la charge.}

^{4.Réseau de rétroaction (R_FB1, R_FB2) : Un diviseur de tension résistif qui échantillonne la sortie et la renvoie à la broche FB (rétroaction) de la puce. Le rapport des résistances définit avec précision la tension de sortie (3,3 V ici).}

^{5.Résistances de réglage UVLO (R_UVLO1, R_UVLO2) : Un autre diviseur de tension résistif, échantillonnant généralement la tension d'entrée (V_IN), connecté à la broche EN ou UVLO de la puce. Le rapport de ce diviseur détermine la tension d'entrée minimale requise pour le démarrage du système.}

^{6.Condensateur d'entrée (C_IN) : Fournit un courant instantané à faible impédance à la puce et réduit l'ondulation de la tension d'entrée.}

^{7.Condensateur de démarrage (C_BOOT) (le cas échéant) : Utilisé pour piloter le transistor de commutation côté haut à l'intérieur de la puce.}

^{3.Considérations et notes de conception}

^{1.Sélection des composants :}

^{Inducteur : Le courant nominal doit dépasser le courant de charge maximal plus le courant d'ondulation, avec une marge suffisante pour le courant de saturation.}

^{Condensateurs : Doivent répondre aux exigences d'ondulation de la tension de sortie et de réponse transitoire de la charge. Faites attention à leur ESR (résistance série équivalente) et au courant d'ondulation nominal.}

^{2.Disposition du circuit imprimé :}

^{Les caractéristiques haute fréquence rendent la disposition critique.}

^{Les chemins clés (nœud de commutation, condensateur d'entrée, inducteur) doivent être aussi courts et larges que possible pour minimiser l'inductance parasite et les interférences électromagnétiques (EMI).}

^{Le réseau de rétroaction doit être tenu à l'écart des sources de bruit (par exemple, les inducteurs et les nœuds de commutation) et utiliser un point de mise à la terre en étoile connecté à la broche de masse de la puce.}

^{3.Calcul UVLO :}

^{Calculez les valeurs de R_UVLO1 et R_UVLO2 en utilisant les formules fournies dans la fiche technique de la puce et les tensions de seuil de démarrage/arrêt (par exemple, V_START(on), V_STOP(off)) pour définir les seuils UVLO souhaités.}

^{Remarque :
Ce schéma illustre une solution d'alimentation de 3,3 V moderne, compacte et fiable. Ses caractéristiques haute fréquence le rendent adapté aux applications à espace limité, tandis que la fonction UVLO réglable améliore la fiabilité et la protection dans les environnements avec des variations de tension d'entrée (par exemple, les systèmes alimentés par batterie, les scénarios d'échange à chaud). Pour mettre en œuvre cette conception, il est essentiel de consulter attentivement la fiche technique du CI régulateur de commutation spécifique utilisé et de respecter strictement ses recommandations pour la sélection des composants et la disposition du circuit imprimé.}

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