TPS54140DGQR は、42V 入力と 1.5A 出力をサポートしています

^{9月3日 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 designマウザー・エレクトロニクスが提供する技術仕様によると,このデバイスは効率的な熱強化MSOP-10 PowerPADTMパッケージを使用し,幅広い入力電圧範囲をサポートします.5Vから42V産業自動化,通信インフラストラクチャ,自動車電子システムに信頼性の高い電源ソリューションを提供します.}

^{TPS54140DGQRは35mΩの高側と60mΩの低側MOSFETを統合し,固定スイッチ周波数2.5MHzの電流モード制御アーキテクチャを採用している.ミニチュア化インダクタとコンデンサコンポーネントの使用を可能にするマウスエレクトロニクスデータシートによると,デバイスは軽い負荷下で自動的に省エネモードに入り,軽い負荷の効率を大幅に改善します.静止電流が116μAしかないプログラム可能なソフト・スタート回路は,起動時に急流を効果的に抑制し,スムーズなパワーアップシーケンスを提供します.}

^{1.VIN (Pin 1):電源入力ピン. 3.5Vから42Vの広いDC入力電圧範囲をサポート.少なくとも10μFの外部のセラミック脱結合コンデンサを必要とします.}

^{2.EN (Pin 2): 制御ピンを有効にする.入力電圧が1.2V (典型) を超えるとデバイスを活性化し,0.5V未満の場合シャットダウンモードに入る.このピンを浮かせてはならない.}

^{3.SS/TR (Pin 3): ソフトスタート/トラッキング制御ピン.外部コンデンサをアースに接続してソフトスタート時間をプログラムし,電力配列追跡にも使用できます.}

^{4.FB (Pin 4): フィードバック入力ピン.出力電圧分割ネットワークに接続.内部参照電圧は0.8V ±1%.}

^{5.COMP (Pin 5): エラーアンプ補償ノードピン.制御ループを安定させるために外部RC補償ネットワークが必要です.}

^{6.GND (Pins 6, 7, 8): 信号の接地ピンは,PCBの接地平面に接続する必要があります.}

^{7.SW (Pin 9): スイッチノードピン.最大電圧42Vの外部インダクタに接続.このノードでのPCB寄生容量は最小限にする必要があります.}

^{8.PowerPADTM (Pin 10,底部熱パッド): 効果的な熱消耗経路を提供するために,PCBに溶接し,GNDに接続する必要があります.}

この回路は,より高い入力電圧 (例えば12Vまたは5Vバス) を安定した3に変換するように設計された高周波,調整可能な低電圧ロックアウト (UVLO) バックスイッチング電源です.電子回路の電源に3V出力.

^{1基本機能}

^{電圧変換:
バックコンバーターとして機能し,より高いDC入力電圧 (VIN) を安定した3.3VDC出力電圧 (VOUT) に効率的に低下させる.}

^{高周波操作:
高いスイッチ周波数で動作する (おそらく数百kHzから1MHz以上まで).}

^利点:

^{より小さなインダクタやコンデンサを使用し,電源ソリューションの全体的なサイズを減らすことができます.}

^{ダイナミックな反応が速くなります}

^{潜在 的 な 欠点:}

^{切り替え損失が増加しました}

^{より厳格なレイアウトとルーティングが必要です}

^{調整可能な低電圧ロックアウト (UVLO):
このデザインの重要な特徴です}

^{機能: 入力電圧 (VIN) が低すぎると,出力なしでチップをシャットダウンさせる.}

^目的:

^{機能不全を防ぐ: チップが不十分な電圧条件下で動作しないようにし,異常な出力を避ける.}

^{バッテリーを保護する: バッテリー駆動アプリケーションでは,過剰な放電によるバッテリー損傷を防ぐ.}

^{"調節可能"の意味:UVLOのオンとオフのスロープ電圧は,外部抵抗分隔ネットワーク (通常,VINとEN (有効) ピンまたは専用のUVLOピンの間に接続されている) によりカスタマイズできます.芯片の固有の内部限界値に頼るのではなく}

^{2キーコンポーネント (典型的には図に含まれる)}

^{1.スイッチング・レギュレーターIC:回路のコアコントローラ.スイッチングトランジスタ (MOSFETs),ドライブ回路,エラーアンプ,PWMコントローラ等を統合する.}

^{2.インダクター (L): 流暢なフィルタリングのためにコンデンサターで動作するエネルギー貯蔵要素.バック位階の重要な構成要素である.}

^{3出力コンデンサ (C)_外へ):出力電流を平ら化し,波動電圧を軽減し,負荷に臨時電流を提供します.}

^{4. フィードバックネットワーク (R)_FB1R について_FB2):出力をサンプリングしてチップの FB (フィードバック) ピンに返信するレジスタンス電圧分割器.レジスタンス比は出力電圧 (3.3V) を正確に設定します.}

^{5.UVLO セットレジスタンス (R)_UVLO1R について_UVLO2): 別の抵抗電圧分割器で,通常入力電圧 (V) のサンプルを取ります._INこの分割器の比は,システム起動に必要な最小入力電圧を決定します.}

^{6入力コンデンサ (C)_IN): チップに低阻力瞬流を供給し,入力電圧の波紋を軽減します.}

^{7. ブートストラップコンデンサ (C)_ブーツ) (適用される場合): チップ内の高端スイッチトランジスタを駆動するために使用される.}

^{3デザインの考察と注釈}

^{1.コンポーネント選択:}

^{感電器: 定数電流は最大負荷電流と波動電流を上回り,飽和電流に十分な幅がある必要があります.}

^{コンデンサータ:出力電圧の波動と負荷の臨時応答要件を満たす必要があります.ESR (等価シリーズ抵抗) と定数波動電流に注意してください.}

^{2.PCBレイアウト:}

^{高周波の特性は レイアウトを決定的にします}

^{主要な経路 (スイッチノード,入力コンデンサ,インデューサ) は,寄生体誘導力と電磁干渉 (EMI) を最小限に抑えるために,できるだけ短く,幅が広くなければならない.}

^{フィードバックネットワークはノイズ源 (例えばインダクタやスイッチノード) から遠ざけられ,チップの接地ピンに接続されたスター・アースポイントを使用すべきである.}

^{3.UVLO 計算:}

^{R の値を計算する_UVLO1そしてR_UVLO2チップデータシートに記載されている式とスタート/ストップの電圧 (例えば,V)_{START (スタート)}, V_{ストップ (オフ)}必要な UVLO 限界値を設定する.}

^{注記:
この図は,現代的でコンパクトで信頼性の高い3.3V電源ソリューションを示しています.高周波特性により,空間が限られたアプリケーションに適しています.調節可能なUVLO機能は,入力電圧変動 (e) の環境での信頼性と保護を向上させる.この設計を実装するために,電池駆動システム,ホットスワップシナリオ使用された特定のスイッチレギュレーターICのデータシートに注意深く閲覧し,部品選択とPCBレイアウトに関するその推奨事項を厳格に遵守することが不可欠です..}

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