TPS5450DDA_LC

1. 核心特性与参数

• 输入电压范围：5.5V 至 36V，支持工业级宽电压输入。
• 输出能力：
  • 持续电流：5A（峰值 6A），适用于高负载需求。
  • 输出电压：可调范围 1.22V 至 31.32V，初始精度 1.5%，满足多电压轨需求。
• 开关频率：固定 500kHz，可优化外部滤波器尺寸。
• 效率：采用 110mΩ 集成 MOSFET，效率大于 90%，降低功耗和热损耗。
• 保护功能：过流保护（逐周期电流限制）、过压保护、热关断，确保系统可靠性。
• 封装：8 引脚 SOIC PowerPAD™，支持表面贴装，节省 PCB 空间。

2. 典型应用场景

• 工业控制：为 PLC、工业计算机、传感器供电，支持 5.5V 至 36V 工业总线输入。
• 汽车电子：适用于车载信息娱乐系统、ADAS 模块，满足 4.5V 至 36V 汽车电源波动。
• 通信设备：为交换机、路由器提供稳定的 5V/3.3V 电源，支持宽电压输入和高效散热。
• 嵌入式系统：如树莓派、STM32 开发板，通过降压为核心处理器和外设供电。

3. 电路设计要点

（1）典型应用电路

• 基本架构：采用降压（Buck）拓扑，集成高侧 MOSFET，外置低侧肖特基二极管（可选同步整流）。
• 外部元件：
  • 电感：选择饱和电流≥6A、感值约 10μH 的功率电感，如 TI 推荐的 LMR16006（10μH，6A）。
  • 电容：输入电容（10μF 陶瓷电容）和输出电容（22μF 电解电容 + 10μF 陶瓷电容），降低纹波。
  • 电阻分压网络：通过 R1（10kΩ）和 R2（3.16kΩ）设置 5V 输出。

（2）优化设计

• 同步整流：替换肖特基二极管为同步 MOSFET，提高轻载效率。
• 散热管理：
  • 使用 PowerPAD™封装增强散热，PCB 布局时增加铜箔面积。
  • 若输出电流≥3A，建议添加散热片或风扇。
• EMI 抑制：在输入和输出端添加 LC 滤波器，降低开关噪声。

4. 性能表现与优势

• 高效稳定：在 5V/5A 输出时，效率可达 92%（输入 12V），满足长时间高负载运行。
• 动态响应：内置电压前馈和电流模式控制，瞬态响应时间＜100μs，输出电压波动＜5%。
• 低功耗待机：通过 ENA 引脚关断时，静态电流仅 18μA，适合电池供电设备。
• 紧凑设计：仅需少量外部元件（如 4 个电容、2 个电阻、1 个电感），模块尺寸可压缩至 25mm×20mm。

5. 实际应用案例

• ROS 小车电源模块：立创开源硬件平台的设计中，两路 TPS5450DDA 并联提供 5V/5A 输出，为树莓派、激光雷达等设备供电，并集成 INA219 电流检测芯片实时监控负载。
• 工业伺服驱动：某工业电机驱动板采用 TPS5450DDA 将 24V 输入降压至 5V/3A，为控制器和通信模块供电，支持 - 40°C 至 125°C 宽温工作。
• 汽车信息娱乐系统：将 12V 车载电源降压至 5V/2A，为中控显示屏和车载电脑供电，满足 ISO 7637 抛负载保护要求。

6. 设计工具与资源

• 评估模块：TI 提供 EVM-TPS5450DDA 评估板，支持快速验证性能。
• 设计软件：使用 TI 的 Webench® 电源设计工具，自动生成原理图、BOM 和 PCB 布局建议。
• 数据手册：包含详细的电气参数、典型应用电路和 PCB 布局指南。

7. 总结