摘要：TpS5430是TI（美國(guó)德州儀器公司）最新推出的一款DC/DC開(kāi)關(guān)電源轉(zhuǎn)換芯片。其優(yōu)越的性能使得它剛剛上市就受到廣泛關(guān)注。本文描述了該芯片的特點(diǎn)、參數(shù)、功能、結(jié)構(gòu)，并結(jié)合實(shí)踐情況對(duì)其在地震前兆觀測(cè)儀器中的應(yīng)用進(jìn)行了介紹。

一、引言

地震前兆觀測(cè)儀器是地震前兆觀測(cè)的重要組成部分。只有儀器穩(wěn)定、工作可靠，才能為地震前兆分析工作供應(yīng)持續(xù)的原始數(shù)據(jù)。不斷的挖掘和采用高性能的元器件替換相對(duì)性能低的、舊的元器件是改善儀器性能的一條途徑。

TpS5430是TI公司最新推出的一款性能優(yōu)越的DC/DC開(kāi)關(guān)電源轉(zhuǎn)換芯片。我們對(duì)其進(jìn)行了開(kāi)發(fā)，并將其應(yīng)用到了TJ-2型體積式應(yīng)變儀的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。

二、TpS5430簡(jiǎn)介

1.TpS5430特性

TpS5430具有良好的特性，其各項(xiàng)性能及重要參數(shù)如下：

高電流輸出：3A（峰值4A）；

寬電壓輸入范圍：5.5~36V;

高轉(zhuǎn)換效率：最佳狀況可達(dá)95%;

寬電壓輸出范圍：最低可以調(diào)整降到1.221V;

內(nèi)部補(bǔ)償最小化了外部器件數(shù)量；

固定500kHz轉(zhuǎn)換速率；

有過(guò)流保護(hù)及熱關(guān)斷功能；

具有開(kāi)關(guān)使能腳，關(guān)狀態(tài)僅有17uA靜止電流；

內(nèi)部軟啟動(dòng)與其他同類(lèi)型直流開(kāi)關(guān)電源轉(zhuǎn)換芯片相比，TpS5430的高轉(zhuǎn)換效率特別值得關(guān)注。

圖1為在12V輸入電壓、5V輸出電壓時(shí)TpS5430轉(zhuǎn)換效率與輸出電流的關(guān)系曲線圖。

圖1TpS5430芯片的效率-電流關(guān)系曲線圖

2.功能和結(jié)構(gòu)

（1）管腳說(shuō)明：

TpS5430采取8腳SOICpowerpADTM封裝，形式如圖2。

圖2TpS5430封裝

（2）內(nèi)部結(jié)構(gòu)及功能：

①晶振（Oscillator）頻率。

固定500kHz轉(zhuǎn)換速率，使得在同樣的輸出波紋要求下出現(xiàn)更小的輸出電感。

②基準(zhǔn)（Reference）電壓。

通過(guò)縮放溫度穩(wěn)定能隙帶電路的輸出范圍，基準(zhǔn)電壓系統(tǒng)出現(xiàn)精確的基準(zhǔn)信號(hào)。經(jīng)測(cè)試，在允許的溫度范圍內(nèi)，1.221V電壓輸出時(shí)能隙帶和縮放電路保持平衡。

③ENA（使能腳）和（SlowStart）內(nèi)部軟啟動(dòng)。

當(dāng)ENA腳上的電壓超過(guò)極限電壓時(shí)轉(zhuǎn)換器和內(nèi)部的軟啟動(dòng)開(kāi)始工作，低于極限電壓，轉(zhuǎn)換器停止工作軟啟動(dòng)開(kāi)始復(fù)位。ENA腳接地或電壓小于015V時(shí)轉(zhuǎn)換器停止工作。ENA腳可以懸空。

④UVLO（欠壓鎖定）.

TpS5430帶有UVLO電路。無(wú)論在上電或掉電過(guò)程中，只要VIN（輸入電壓）低于極限電壓，轉(zhuǎn)換芯片不工作。UVLO比較器的典型遲滯值為330mV.

⑤BoostCapacitor（啟動(dòng)電容）.

在BOOT腳和pH腳間連接0.01F的陶瓷電容，為MOSFET的高端供應(yīng)門(mén)電壓。

⑥VSENSE（外部反饋）andInternalCompensation（內(nèi)部補(bǔ)償）.

輸出電壓通過(guò)外部電阻分壓被反饋到VSENSE腳。在穩(wěn)定狀態(tài)下，VSENSE腳的電壓等于電壓參考值1.221V.TpS5430擁有內(nèi)部補(bǔ)償電路，簡(jiǎn)化了芯片設(shè)計(jì)。

⑦VoltageFeedForward（電壓正反饋）.

內(nèi)部的電壓正反饋保證了無(wú)論輸入電壓如何變化電源芯片都有一個(gè)恒定的增益。這大大簡(jiǎn)化了穩(wěn)定性分析，改進(jìn)了瞬態(tài)響應(yīng)。TpS5430的正反饋增益典型值為25.

⑧pulse-Width-ModulationControl（脈寬控制）.

轉(zhuǎn)換器采取固定頻率控制方式。

⑨Overcurrentprotection（過(guò)流保護(hù)）.

過(guò)流保護(hù)電路使得電流超過(guò)極限值時(shí)，內(nèi)部的過(guò)流指示器設(shè)置為真，過(guò)流保護(hù)被觸發(fā)。

⑩ThermalShutdown（熱關(guān)斷）.

接點(diǎn)溫度超過(guò)了溫度關(guān)斷點(diǎn)，電壓參數(shù)被置為地，高端MOSFET關(guān)斷。受軟啟動(dòng)電路的控制，當(dāng)接點(diǎn)溫度降到比溫度關(guān)斷點(diǎn)低14℃時(shí)，芯片重新啟動(dòng)。