Other Parts Discussed in Post: TPS54620, TPS566231, TPS62903, TPS543620

作者:德州儀器Vikram Sundaram

 

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現代降壓轉換器的多功能讓工作能夠輕易地被完成,而且就像某位高譚市民的「萬能腰帶」一樣,這些功能的配置與佈局在設計時也考慮了其空間與靈活性。不管你有沒有像蝙蝠俠一樣的酷炫披風,只要能快速啟動這些功能,就能不費九牛二虎之力,輕鬆解決設計上的挑戰。

 

一直以來,電源管理解決方案的每一種功能都有獨立針腳。無論是緩衝啟動(soft start)、輸出電壓穩定 (power good)、切換頻率調整或環路補償,每一種功能都有相應的針腳。這種設計有許多優點,舉例來說,TPS54620 降壓轉換器有一個獨立的輸出電壓穩定針腳,能在熱關機(thermal shutdown)時發出低訊號。對那些在嚴苛、多變環境下運作的產品來說,配置針腳是必須的,這樣才能確保您的裝置能夠提供穩定的電源。

 

即便不需要在極端條件之下運作,您也能根據您對功率密度、封裝設計、易於使用與調整等偏好來選擇最符合您需求的積體電路(IC)。圖 1 顯示各種針腳排列(pinout)可以解決何種設計挑戰。

1:針腳排列類型與對應的設計挑戰

 

使用獨立針腳排列的一大好處,在於能微調每一種功能。如果每一項功能都有各自的針腳,便能選擇適合的電阻、電容、甚至是接地短路,讓您在設定緩衝啟動時間等功能上有更大彈性,只要是在裝置的操作範圍內即可。相較之下,多功能針腳排列元件與可調元件(trimmed devices)的調整彈性較低,其電阻、電容等參數有時必須固定為單一數值。

 

值得擁有但暫時用不到的功能

 

有些時候,你只需要一個能解決設計問題、又不必費心監測的轉換器,像個 IC 警衛在一旁安靜待命。這就是可調針腳(trims)派上用場的時候,TPS566231P 及 TPS566231 等元件能讓您在輸出電壓穩定針腳或可調式緩衝啟動針腳之間進行選擇。在衡量設計優先重點時,您也許認為輸出電壓監測不是大問題,電源啟動時的瞬態反而比較讓人擔心。在這種情況下,TPS566231 元件是絕佳選擇,不只具備可調式軟啟動(SS)功能,也不必煩惱監測輸出電壓監測(PG/PGOOD)針腳的訊號。

 

藉由限制針腳排列,不只能節省 IC 元件的空間,也能大幅減少外部元件的數量。過去多半以其他外部元件調整的功能,在這些可調針腳上都已有固定參數,因此能節省許多時間與空間。從圖 2 可見,TPS566231/1P/8/8P 使用的針腳數更少,卻仍保有完整元件功能性。TPS566231/1P/8/8P 精簡的針腳排列有助提升使用便利度,而 TPS54620 較複雜的針腳排列則提供更大的調整彈性,能進一步優化您的電源解決方案。

 

2TPS566231/1P/8/8P TPS54620 之針腳排列比較

 

最終關鍵並非針腳排列,而是功能組合

 

設計人員為了確保產品性能無虞,自然會想留意一切運作是否正常。在空間有限的情況下,限制針腳排列也許是個好方法,但參數的調整彈性也會受到影響。如果你在尋找折衷方案,不妨參考多功能針腳排列。

 

TPS543620、TPS62903 等元件配備 MODE 針腳(又稱為多功能針腳),能實現電阻配置功能,一次選擇多項參數與補償環路。換言之,只要將數個電阻與 IC 連接,便能同步調整斜坡電容、緩衝啟動時間、電流上限等。有了 MODE 針腳,設計人員也不必為了調整降壓轉換器中的單一參數,思考合適的電阻值或電容值。

 

在多功能針腳排列元件的產品規格書中,一般包含如圖 3 的表格,顯示不同電阻值如何影響 IC 的各項參數。

3RMODE 電阻值對元件內部零件的影響(RMODE  MODE 針腳的電阻器)

 

一個好設計絕對不會有任何疏漏

 

針對功率需求選擇適合元件時,您不必再為了功率密度或使用便利性,而限縮元件功能。受惠於近年來封裝技術的創新,DC/DC 降壓轉換器不只能滿足您的功能需求,也不會壓縮電路板的空間。雖然某些元件的針腳排列看似侷限,眼尖的設計人員都知道還有哪些可行方案與調整空間。掌握這些知識之後,設計出性能優異的元件指日可待,業界將為您點亮蝙蝠俠訊號燈,呼喚英雄前來支援。

 

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