【TI新方案】TPS61178全集成同步升压型DC/DC

TPS61178-- 20Vout /10A 全集成同步升压型DC/DC

无需外置MOSFET，电源设计更轻松!

       德州仪器（TI）公司最近出了一款非常优秀的DC-DC同步升压芯片TPS61178, 相较市面上的同步升压芯片，他内置了栅极驱动器（以实现负载断开功能）的 20V 同步升压转换器，峰值电流可达10A,效率最高可达96%，所以TPS61178非常适合应用在蓝牙音箱，电池检测，高亮手电筒，USB Type-C PD, 大尺寸面板门级驱动等场合。

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我们就来仔细了解一下它的优秀之处。

1、它的输入电压范围是2.7V到20V,输出电压范围是4.5V到20V.该芯片集成了两个低导通电阻的功率 FET：一个 16mΩ 开关 FET 和一个 16mΩ整流器 FET，使用具有集成斜坡补偿功能的固定频率峰值电流模式控制。在轻负载时，TPS61178 进入自动PFM 模式,这样可使得在整个负载输出范围内（不管是重载还是轻载），都可保持极高的效率。

2、该芯片可以在关断或者输出短路时将输出与输入侧隔离。输出短接后，它将进入间断模式以减小热应力，并可在短接结束后自动恢复。此外，TPS61178 还具有 OVP 和过热保护以避免故障运行。TPS61178x 采用 3.0mm x3.5mm 13 引脚 VQFN 封装，具有增强的热耗散性能。

说了这些性能，我们看看实际的应用情况如何。

下图分别为该芯片的典型应用和功能框图：

1、从上图我们可以看到，所需要的外部器件很少。该芯片还提供一个单独的pin脚DISDRV来驱动负载输出端的外部FET（P-FET）,在设备关断或者输出短路时它能完全断开输入与输出的连接。启动时，通过内部55uA的吸入电流源来控制外部P-FET开关.同时具有短路保护功能，如果电感电流达到了短路保护电流限制阈值（典型值20A），或者输出电压降低到了正常输出值的70%，那么该芯片就会进入间断（hiccup）模式,关断自己然后90m后重启，这样就能减小热应力。短路状况消失后，系统会重启并且进入启动流程：

2、在不同输入条件下，电感3.3uH，输出16V时的不同负载的效率曲线，最高可达96%，在自动PFM/PWM切换模式下，轻载效率也高达90%以上：

           

3、不同输入电压下，设定16V输出电压，不同输出负载下的输出电压（Output voltage VS Load），可见有良好的负载调整率：

4、我们来看看在Vin=6V to 14V,Vout=16V,500KHz开关频率，P-FET连接在电路中，3A 满载输出电流下的各项实测值，

1)输出1A和10mA负载的纹波电压如下,纹波电压都在输出值的3%以内：

2)负载变化瞬态响应(0.5A-->2A)：

3)输出短路时的芯片响应：

4)输出短路释放后的实际响应：

▼通过以上的介绍以及实际测试曲线，我们可以看到TPS61178输出范围高达20V，内置两个低导通电阻的FET，可调节开关频率，最高可达2.2MHz,且提供了可让负载断开功能的栅极驱动器，具有自动切断短路保护功能和过压保护，在轻载时候自动强制PFM模式降低开关损耗来提高效率，最高效率可达96%。

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音频子系统：无线（蓝牙）扬声器