TPS54140DGQR Supporta ingresso 42V e uscita 1.5A

^{3 settembre. 2025 News — The TPS54140DGQR synchronous buck converter from Texas Instruments (TI) is gaining widespread adoption in industrial power management due to its excellent electrical performance and compact designSecondo le specifiche tecniche fornite da Mouser Electronics, questo dispositivo utilizza un pacchetto MSOP-10 PowerPADTM termicamente migliorato, supporta un ampio intervallo di tensione di ingresso di 3.Da 5 a 42 V, e fornisce una corrente di uscita continua fino a 1,5A, fornendo soluzioni di alimentazione affidabili per l'automazione industriale, le infrastrutture di comunicazione e i sistemi elettronici automobilistici.}

^{Il TPS54140DGQR integra un MOSFET a lato alto di 35mΩ e a lato basso di 60mΩ, adottando un'architettura di controllo in modalità corrente con una frequenza di commutazione fissa di 2,5 MHz,con un'unità di accensione superiore a 20 WSecondo il foglio dati Mouser Electronics, il dispositivo entra automaticamente in modalità di risparmio di energia sotto carichi leggeri, migliorando significativamente l'efficienza del carico leggero.con una corrente quieta di soli 116μAIl circuito di avvio morbido programmabile sopprime efficacemente la corrente di scarica durante l'avvio, fornendo una sequenza di accensione fluida.}

^{1.VIN (Pin 1): pin di ingresso di alimentazione. Supporta un ampio intervallo di tensione di ingresso CC da 3,5V a 42V. Richiede un condensatore di disaccoppiamento ceramico esterno di almeno 10μF.}

^{2.EN (Pin 2): Abilita il pin di comando. Attiva il dispositivo quando la tensione di ingresso supera 1,2 V (tipico) e entra in modalità di spegnimento quando è inferiore a 0,5 V. Questo pin non deve essere lasciato galleggiante.}

^{3.SS/TR (Pin 3): Pin di controllo di avviamento / tracciamento morbido. Programma il tempo di avviamento morbido collegando un condensatore esterno alla terra e può anche essere utilizzato per il monitoraggio della sequenza di potenza.}

^{4.FB (Pin 4): pin di input di feedback. Si collega alla rete di divisione della tensione di uscita. La tensione di riferimento interna è di 0,8V ± 1%.}

^{5.COMP (Pin 5): pin del nodo di compensazione dell'amplificatore di errore. Richiede una rete di compensazione RC esterna per stabilizzare il circuito di controllo.}

^{6.GND (Pins 6, 7, 8): Pini di messa a terra del segnale. Devono essere collegati al piano di messa a terra del PCB.}

^{7.SW (Pin 9): Pin del nodo di commutazione. Si collega all'induttore esterno con una tensione nominale massima di 42V. La capacità parasitaria del PCB a questo nodo deve essere ridotta al minimo.}

^{8.PowerPADTM (Pin 10, pad termico inferiore): deve essere saldato al PCB e collegato al GND per fornire un percorso di dissipazione termica efficace.}

Questo circuito è un alimentatore a alta frequenza regolabile a bassa tensione (UVLO) progettato per convertire una tensione di ingresso più elevata (come il bus 12V o 5V) in una tensione stabile 3.Fabbricazione a partire da materiali di cui al capitolo 85.

^{1Funzioni di base}

^{Conversione di tensione:
Funziona come convertitore di buck per abbassare in modo efficiente una tensione di ingresso di corrente continua (VIN) superiore a una tensione di uscita di corrente continua stabile di 3,3 V (VOUT).}

^{Funzionamento ad alta frequenza:
Funzionano ad alta frequenza di commutazione (probabilmente compresa tra centinaia di kHz e oltre 1MHz).}

^Vantaggi:

^{Consente l'uso di induttori e condensatori più piccoli, riducendo le dimensioni complessive della soluzione di alimentazione.}

^{Fornisce una risposta dinamica più veloce.}

^{Potenziali inconvenienti:}

^{Aumento delle perdite di cambio.}

^{Richiede strette pratiche di layout e di routing.}

^{Dispositivo di blocco a bassa tensione regolabile (UVLO):
Una caratteristica chiave di questo disegno.}

^{Funzione: costringe il chip a spegnersi senza uscita quando la tensione di ingresso (VIN) è troppo bassa.}

^Scopo:

^{Previene il malfunzionamento: assicura che il chip non funzioni in condizioni di tensione insufficiente, evitando uscite anormali.}

^{Protegge le batterie: nelle applicazioni alimentate a batteria, previene il danno della batteria da sovra-scarica.}

^{"Agiustabile" Significa:Le tensioni soglia di accensione e di spegnimento UVLO possono essere personalizzate tramite una rete di divisori di resistenza esterna (tipicamente collegata tra il VIN e il pin EN (abilitato) o un pin UVLO dedicato), piuttosto che basarsi sulle soglie interne fisse del chip.}

^{2.Componenti chiave (tipicamente inclusi nel diagramma)}

^{1.Switching Regulator IC: il controller principale del circuito. Integra transistor di commutazione (MOSFET), circuiti di azionamento, amplificatori di errore, controller PWM, ecc.}

^{2.Induttore (L): Un elemento di stoccaggio dell'energia che funziona con condensatori per una filtrazione liscia.}

^{3.Condensatore di uscita (C)_{Sulla strada}): allinea la corrente di uscita, riduce la tensione di ondulazione e fornisce corrente transitoria al carico.}

^{4.Rete di feedback (R_FB1, R_FB2): Un divisore di tensione resistivo che campiona l'uscita e la riporta al pin FB (feedback) del chip. Il rapporto della resistenza imposta con precisione la tensione di uscita (3.3V qui).}

^{5.UVLO Resistenze di impostazione (R)_UVLO1, R_UVLO2): un altro divisore di tensione resistivo, in genere campionamento della tensione di ingresso (V_INIl rapporto di questo divisore determina la tensione minima di ingresso necessaria per l'avvio del sistema.}

^{6.Condensatore di ingresso (C)_IN): fornisce corrente istantanea a bassa impedenza al chip e riduce l'ondulazione della tensione di ingresso.}

^{7.Condensatore a cinghia (C)_Scaffo) (se applicabile): utilizzato per azionare il transistor switch lato alto all'interno del chip.}

^{3Considerazioni e note di progettazione}

^{1.Selezione dei componenti:}

^{Induttore: la corrente nominale deve superare la corrente di carico massima più la corrente di ondulazione, con un margine sufficiente per la corrente di saturazione.}

^{Capacitori: devono soddisfare i requisiti di risposta transitorio della tensione di uscita e del carico, prestare attenzione alla loro resistenza di serie equivalente (ESR) e alla corrente di ondulazione nominale.}

^{2. Disposizione del circuito:}

^{Le caratteristiche ad alta frequenza rendono il layout critico.}

^{I percorsi chiave (nodo di commutazione, condensatore di ingresso, induttore) devono essere il più brevi e larghi possibili per ridurre al minimo l'induttanza parassitaria e le interferenze elettromagnetiche (EMI).}

^{La rete di feedback deve essere tenuta lontana dalle fonti di rumore (ad esempio, induttori e nodi di commutazione) e utilizzare un punto di messa a terra stellare collegato al pin di terra del chip.}

^{3. Calcolo UVLO:}

^{Calcolare i valori di R_UVLO1e R_UVLO2utilizzando le formule fornite nella scheda di dati del chip e le tensioni soglia di avvio/arresto (ad esempio, V_Inizia., V_{STOP (spegnere)}) per fissare le soglie UVLO desiderate.}

^{Nota:
Questo diagramma illustra una soluzione di alimentazione moderna, compatta e affidabile da 3,3 V. Le sue caratteristiche ad alta frequenza lo rendono adatto ad applicazioni con spazio limitato,mentre la funzione UVLO regolabile migliora l'affidabilità e la protezione in ambienti con variazioni di tensione di ingresso (ePer realizzare questa progettazione, è stato utilizzato un sistema di scambio a caldo.è essenziale consultare attentamente il foglio di dati del regolatore di commutazione specifico utilizzato e rispettare rigorosamente le sue raccomandazioni per la selezione dei componenti e il layout del PCB.}

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