电源转换芯片TPS5430及其应用
开关电源模块并联供电系统
开关电源模块并联供电系统摘要：在模块化分布电源系统中，为了实现完全稳定可靠的供电系统，模块化电源的并联技术则显得尤为的重要，通过多路开关电源并联使得输出大功率技术得以迅速的发展。
采用DC/DC芯片TPS5430DDA设计并制作了两路均流电源，均流的实质是通过均流控制电路，调整个模块的输出电压，从而调整输出电流，以达到电流均分目的。
再通过一定电流放大的电路控制两个模块的电流按1：2的比例自动分配。
关键词：DC/DC转换器TPS5430DDA 均流电流按比例分配引言电源并联运行是电源系统的发展方向之一,因为分布式供电相对集中,供电具有容量易扩充、可靠性高、使用灵活、便于维护等优点。
而实现开关电源并联运行的核心就是均流技术。
一般的开关电源是一个电压型控制的闭环系统，均流的基本思想是采样各自的输出电流信号，并把信号引入控制环路中，来参与调整输出电压。
选择不同的电流信号的注入点，可以直接调节系统的基准电压、反馈电压、或者反馈电流误差，形成多种均流方案，以满足不同的稳态性能和动态响应。
目前常用的均流方法主要有输出阻抗法、主从设置法、平均电流法、最大电流法等,这些均流方法多数采用的是模拟量控制。
一．设计方案论证1. DC/DC芯片选择方案一：采用UC3842是一种型性能优良的电流控制型脉宽调制芯片。
该调制器单端输出，能直接驱动双极型的功率管或场效应管。
其主要优点是其管脚效应少，外围电路简单，电压调整率可达0.01%，工作频率高达500KHz，启动电流小于1mA，正常工作电流为5mA，并可利用高频变压器实现与电网的隔离。
该芯片集成了振荡器、具有高温补偿的高增益误差放大器、电流检测比较器、图腾柱输出电流、输入和基准欠电压锁定电路以及PWM锁存器电路。
但它的大电流推挽输出只达1A。
方案二：采用TPS5430采用DC/DC芯片TPS5430DDA，它的输入电压10—35V，最大输出电流达到3A，效率可以达到90%，内部集成了驱动电路和1.221V基准源，固定的工作频率500KHz。
TPS5430中文资料
172地壳构造与地壳应力文集(19) 2006年电源转换芯片TPS5430及其应用马爱虹 李海亮(中国地震局地壳应力研究所 北京 100085)摘要 TPS5430是TI(美国德州仪器公司)最新推出的一款DC/DC开关电源转换芯片。
其优越的性能使得它刚刚上市就受到广泛关注。
本文描述了该芯片的特征、参数、功能、结构,并结合实践情况对其在地震前兆观测仪器中的应用进行了介绍。
一、引 言地震前兆观测仪器是地震前兆观测的重要组成部分。
只有仪器稳定、工作可靠,才能为地震前兆分析工作提供连续的原始数据。
不断的挖掘和采用高性能的元器件替换相对性能低的、旧的元器件是改善仪器性能的一条途径。
TPS5430是TI公司最新推出的一款性能优越的DC/DC开关电源转换芯片。
我们对其进行了开发,并将其应用到了T J-2型体积式应变仪的数据采集系统。
二、TPS5430简介1 TPS5430特性TPS5430具有良好的特性,其各项性能及主要参数如下:高电流输出:3A(峰值4A); 宽电压输入范围:5 5~36V;高转换效率:最佳状况可达95%;宽电压输出范围:最低可以调整降到1 221V;内部补偿最小化了外部器件数量;固定500k H z转换速率;有过流保护及热关断功能;具有开关使能脚,关状态仅有17uA静止电流;内部软启动与其他同类型直流开关电源转换芯片相比,TPS5430的高转换效率特别值得关注。
图1为在12V输入电压、5V输出电压时TPS5430转换效率与输出电流的关系曲线图。
2 功能和结构(1)管脚说明:TPS5430采取8脚SO I C Po w er PAD TM封装,形式如图2。
(2)内部结构及功能:晶振(Osc illator)频率。
固定500k H z转换速率,使得在同样的输出波纹要求下产生更小的输出电感。
基准(Reference)电压。
通过缩放温度稳定能隙带电路的输出范围,基准电压系统产生精确的基准信号。
经测图1 TPS5430芯片的效率-电流关系曲线图图2 TPS5430封装1:BOOT 脚,FET 门驱动;2:空;3:空;4:VSENSE 脚,误差放大器转换节点,基准电压值;5:使能脚;6:地;7:电压输入脚;8:P H 脚,相位端,与外部LC 滤波器连接;9:Po w er PAD 脚,与过孔焊盘连接,用于散热试,在允许的温度范围内,1 221V 电压输出时能隙带和缩放电路保持平衡。
如何调整tps5430输出电压？
如何调整tps5430输出电压？
TPS5430是TI（美国德州仪器公司）推出的一款性能优越的DC /DC开关电源转换芯片。
作为的DC/DC SWIFT 系列成员监管机构，TPS5430是1 high-output-current的PWM转换器，集成了低阻抗高侧N通道MOSFET.基板与上市功
能包括一个高性能电压误差放大器的瞬态条件下提供紧的电压调节精度; under-voltage-lockout电路，以防止启动，直到输入电压达到5.5V;内部设置
的慢启动电路，以限制浪涌电流和电压前馈电路，以改善瞬态响应。
其他功能还包括一个活跃的启用，高过电流保护和热关机
TPS5430的特性：
TPS 5430具有良好的特性，其各项性能及主要参数如下：
高电流输出：3 A （峰值4A ）宽电压输入范围：515 ～36 V;
高转换效率：最佳状况可达95 % 宽电压输出范围：最低可以。
TPS54340DDAR_中文资料
可调降压芯片tps54340一芯片用途该芯片是一个内部集成高端MOSFET（high side MOSFET）的可调降压芯片。
可用于12V 24V 48V的工业，自动汽车或通讯电力系统。
二主要参数输入电压：4.5V--42V负载最大工作电流：3.5A高端MOSFET电阻：92mΩ电流控制模式的直流--直流转换器静态工作电流：146μA固定转换频率范围：100kHz—2.5MHz内部软启动FB端误差运放参考电压：0.8V 1%EN端最低工作电压：1.2V1. 绝对最大额定参数2.引脚说明Boot：（输出口）需在1脚8脚之间加一个电容。
如果该电容两端的电压低于高端MOSFET的最低工作电压，那么该引脚停止工作，直至电容重新充满电。
Vin：（输入口）外部电源供电，电压范围4.5V到42V。
EN：（输入口）使能端：内部带有上拉电流源，最低工作电压:1.2V.RT/CLK:(输入口)定时电阻和外部时钟：当该端口外接一个接地电阻（用于调整芯片工作的转换频率）时，该脚的内部运放会让该脚维持在一个固定电压值。
如果该脚上拉到超过PLL 的阀值上限，该脚就变成了同步输入。
此时工作模式改变，内部的运放停止工作而且该脚对内部的PLL而言是一个高阻抗的时钟输入。
如果时钟在边缘停止，内部运放则会重新开始工作并返回到电阻程控频率的模式。
FB:(输入口)内部是一个反向输入的跨导（gm）误差运放。
COMP：（输出口）Error amplifier output and input to theoutput switch current (PWM) comparator（这句翻不好-.-）.该脚连接频率补偿元件。
GND: 略SW：（输入口）内部高端MOSFET的电源，开关转换器的节点Thermal pad：该焊盘需接地3.内部结构三典型电路工作原理：上电以后，EN由于R1 R2的分压获得一个大于1.2V的电压使芯片开始工作。
此时Vout会输出一个电压，通过R5 R6的分压，使得FB（上图的两端FB直接相连）获得电压，从而反馈给芯片。
tps5430 电感 电流计算
一、介绍TPS5430电流计算的背景和意义TPS5430是一款常用的DC-DC升压转换器芯片，广泛应用于各种电子设备中。
在使用TPS5430芯片进行电路设计时，精确地计算电感元件的电流是非常重要的，可以帮助我们更好地了解电路的工作情况，优化电路设计，提高系统的性能和稳定性。
二、电感元件在DC-DC升压转换器中的作用电感元件在DC-DC升压转换器中扮演着储能和滤波的重要角色。
当开关管导通时，电感上的电流增大，电感储能；当开关管截止时，电感上的电流减小，电感释放储能。
电感还可以起到滤波的作用，减小输出端的纹波电压。
三、TPS5430电流计算的基本原理在TPS5430芯片的电路设计中，需要合理地计算电感元件上的电流，以确保电路的稳定工作。
在计算电流时，需要考虑输入电压、输出电压、电感元件的参数等因素，根据电路的工作原理和数学模型，进行精确的计算。
四、电感电流计算的公式推导根据电路的工作原理和基本电路分析原理，我们可以推导出计算电感电流的公式。
假设输入电压为Vin，输出电压为Vout，电感元件的电感为L，开关管的导通时间为Ton，截止时间为Toff，周期为T，则电感元件的电流可以通过以下公式计算得出：I_L = (Vin - Vout) * Ton / L五、电流计算实例分析以一个实际的TPS5430电路设计为例，假设输入电压为12V，输出电压为24V，电感值为10uH，开关管的导通时间为5us，截止时间为5us，则可以利用上述公式计算出电感元件上的电流为：I_L = (12V - 24V) * 5us / 10uH = -1.2A六、电流计算结果分析根据以上计算结果，可以得出电感元件上的电流为-1.2A，表示在开关管导通时，电感上的电流为负值，说明电感元件处于放电状态。
这样的分析可以帮助我们更好地理解电路的工作原理，指导我们进行电路设计和优化。
七、优化电路设计建议在实际的电路设计中，我们可以根据电流计算的结果，对电路进行优化。
15V降压5V18V降压5V的IC和LDO芯片的方案
15V降压5V18V降压5V的IC和LDO芯片的方案在设计数电路降压电源的过程中，需要选择适当的电压降低IC和LDO芯片来实现所需的降压功能。
以下是两种实现15V降压到5V和18V 降压到5V的方案。
方案一：15V降压到5V的IC和LDO芯片在15V降压到5V的设计中，我们可以选择LM7805稳压芯片作为LDO 芯片。
LM7805是一种三端稳压器，具有过热保护和过载保护功能，能够将高电压输入稳定到5V输出。
接下来，我们需要选择适当的降压IC来实现15V到5V的降压功能。
一种常用的降压IC是LM2596，它是一种开关稳压器，可以使用外部电感和电容实现高效的降压转换。
LM2596具有宽输入电压范围和可调输出电压功能，非常适合这种应用。
通过将15V输入连接到LM2596的输入引脚，将5V输出连接到LM7805的输入引脚，然后将LM7805的输出引脚连接到所需的负载，就可以实现15V降压到5V的功能。
方案二：18V降压到5V的IC和LDO芯片在18V降压到5V的设计中，我们同样可以选择LM7805作为LDO芯片来稳定输出电压。
与此同时，我们可以选择TPS5430作为降压IC来实现18V到5V的降压功能。
TPS5430是一款效率高的非同步降压DC-DC转换器，可以根据需要调整频率和占空比。
TPS5430具有宽输入电压范围和大输出电流能力，非常适合这种应用。
将18V输入连接到TPS5430的输入引脚，将5V输出连接到LM7805的输入引脚，然后将LM7805的输出引脚连接到所需的负载，就可以实现18V降压到5V的功能。
需要注意的是，在设计降压电源时，除了选择适当的芯片之外，还需要合理布局电路板、选择合适的电感和电容，并考虑散热和过载保护等因素，以确保电路的可靠性和稳定性。
tps5430转负电压电路
tps5430转负电压电路TPS5430是一款高效率、同步降压DC-DC转换器，可以将输入电压转换为负电压输出。
本文将介绍如何使用TPS5430来搭建一个转负电压电路。
让我们了解一下TPS5430的基本特性。
TPS5430具有宽输入电压范围，可以接受来自4.5V到60V的输入电压。
它采用了同步整流技术，可以提供高达3A的输出电流。
此外，TPS5430还具有过温保护、过电流保护和欠压锁定等多种保护功能。
要将TPS5430用于转负电压电路，我们需要将输入电压接到TPS5430的VIN引脚上，并将负载连接到TPS5430的输出引脚上。
此外，我们还需要将TPS5430的FB引脚连接到一个参考电压，以调整输出电压的大小。
在TPS5430中，要将输出电压设置为负电压，我们可以通过调整反馈电阻来实现。
具体来说，我们可以将一个负电阻接到反馈网络中，以改变反馈电压的极性。
这样，当输出电压升高时，反馈电压将降低，从而使TPS5430增加输出电压，反之亦然。
为了实现这一点，我们可以在TPS5430的反馈网络中添加一个负电阻电路。
这个负电阻电路由一个负电阻和一个放大器组成。
这个放大器可以将输入电压转换为一个负电压输出。
通过调整这个负电阻的值，我们可以改变输出电压的大小。
在设计转负电压电路时，我们还需要考虑到电路的稳定性和性能。
为了保持电路的稳定，我们可以在电路中添加补偿网络，以抵消负电阻引入的不稳定性。
此外，我们还可以选择合适的电感和电容来滤除输入和输出电路中的噪声。
除了TPS5430之外，还有其他一些芯片也可以用于转负电压电路的设计。
例如，LT8331是一款高效率、同步整流的负压转换器，它具有类似的特性和功能。
根据具体的应用需求，我们可以选择适合的芯片来实现转负电压电路。
TPS5430可以作为一个高效率、同步降压DC-DC转换器，用于转负电压电路的设计。
通过调整反馈电阻，我们可以改变输出电压的极性和大小。
除了TPS5430，还有其他一些芯片也可以用于这个应用。
高效电源转换芯片TPS54360及其应用
高效电源转换芯片TPS54360及其应用李会【摘要】通过对煤矿用本安电源在煤矿电压变化范围较大、浪涌冲击时有发生的环境下稳定性差、转换效率低等实际问题的研究，采用具有优良输入特性的高效DC/DC功率转换芯片实现新型本安电源技术。
经过实验室试验、现场检验，证明采用该芯片实现的本安电源可有效提高电源的可靠性和转换效率，同时还增加了电源容量，使本安电源在煤矿更多领域发挥作用。
%This article through to the coal mine safety power supply in the coal mine large voltage range, surge shocks occur under the environment of poor stability, low conversion efficiency and practical problems of study, with excellent input characteristics of high efficiency DC/DC power conversion chip to realize new safety power supply technology.Through laboratory test and field test, proving that the chip was adopted to realize the safety power supply can effectively improve the reliability of power supply and the conversion efficiency, but also increased the power capacity, make the Ann power play a role in the field of coal mine more.【期刊名称】《电子设计工程》【年(卷),期】2015(000)002【总页数】3页(P148-150)【关键词】效率;浪涌;电源转换;本质安全【作者】李会【作者单位】煤炭科学研究总院沈阳研究院大连分院，辽宁大连 116013【正文语种】中文【中图分类】TN86由于煤矿井下供电环境电压变化范围较大、浪涌冲击时有发生的特殊性，对相应直流稳压电源的输入特性要求较高。
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271地壳构造与地壳应力文集(19) 2006年电源转换芯片TPS5430及其应用
马爱虹 李海亮
(中国地震局地壳应力研究所 北京 100085)
摘要 TPS5430是TI(美国德州仪器公司)最新推出的一款DC/DC开关电源转换芯
片。
其优越的性能使得它刚刚上市就受到广泛关注。
本文描述了该芯片的特征、参
数、功能、结构,并结合实践情况对其在地震前兆观测仪器中的应用进行了介绍。
一、引 言
地震前兆观测仪器是地震前兆观测的重要组成部分。
只有仪器稳定、工作可靠,才能为地震前兆分析工作提供连续的原始数据。
不断的挖掘和采用高性能的元器件替换相对性能低的、旧的元器件是改善仪器性能的一条途径。
TPS5430是TI公司最新推出的一款性能优越的DC/DC开关电源转换芯片。
我们对其进行了开发,并将其应用到了T J-2型体积式应变仪的数据采集系统。
二、TPS5430简介
11TPS5430特性
TPS5430具有良好的特性,其各项性能及主要参数如下:
高电流输出:3A(峰值4A); 宽电压输入范围:515～36V;
高转换效率:最佳状况可达95%;宽电压输出范围:最低可以调整降到11221V;
内部补偿最小化了外部器件数量;固定500kHz转换速率;
有过流保护及热关断功能;具有开关使能脚,关状态仅有17u A静止电流;
内部软启动
与其他同类型直流开关电源转换芯片相比,TPS5430的高转换效率特别值得关注。
图1为在12V输入电压、5V输出电压时TPS5430转换效率与输出电流的关系曲线图。
21功能和结构
(1)管脚说明:
TPS5430采取8脚S O I C PowerP AD T M封装,形式如图2。
(2)内部结构及功能:
①晶振(O scillat or)频率。
固定500kHz转换速率,使得在同样的输出波纹要求下产生更小的输出电感。
②基准(Reference)电压。
通过缩放温度稳定能隙带电路的输出范围,基准电压系统产生精确的基准信号。
经测
图1 TPS5430芯片的效率-
电流关系曲线图
图2 TPS5430封装
1:BOOT脚,FET门驱动;2:空;3:空;4:VSE NSE脚,误差放大器转换节点,基准电压值;5:使能脚;6:地;
7:电压输入脚;8:PH脚,相位端,与外部LC滤波器连接;9:PowerP AD脚,与过孔焊盘连接,用于散热
试,在允许的温度范围内,11221V电压输出时能隙带和缩放电路保持平衡。
③E NA(使能脚)和(Sl ow Start)内部软启动。
当E NA脚上的电压超过极限电压时转换器和内部的软启动开始工作,低于极限电压,转换器停止工作软启动开始复位。
E NA脚接地或电压小于015V时转换器停止工作。
E NA 脚可以悬空。
④UVLO(欠压锁定)。
TPS5430带有UVLO电路。
无论在上电或掉电过程中,只要V I N(输入电压)低于极限电压,转换芯片不工作。
UVLO比较器的典型迟滞值为330mV。
⑤Boost Capacit or(启动电容)。
在BOOT脚和PH脚间连接0101μF的陶瓷电容,为MOSFET的高端提供门电压。
⑥VSE NSE(外部反馈)and I nternal Compensati on(内部补偿)。
输出电压通过外部电阻分压被反馈到VSE NSE脚。
在稳定状态下,VSENSE脚的电压
371 马爱虹等:电源转换芯片TPS5430及其应用
等于电压参考值11221V 。
TPS5430拥有内部补偿电路,简化了芯片设计。
⑦Voltage Feed For ward (电压正反馈)。
内部的电压正反馈保证了无论输入电压如何变化电源芯片都有一个恒定的增益。
这大大简化了稳定性分析,改进了瞬态响应。
TPS5430的正反馈增益典型值为25。
⑧Pulse -W idth -Modulati on Contr ol (脉宽控制)。
转换器采取固定频率控制方式。
⑨Overcurrent Pr otecti on (过流保护)。
过流保护电路使得电流超过极限值时,内部的过流指示器设置为真,过流保护被触发。
⑩Ther mal Shutdown (热关断)。
接点温度超过了温度关断点,电压参数被置为地,高端MOSFET 关断。
受软启动电路的控制,当接点温度降到比温度关断点低14℃时,芯片重新启动。
三、TPS5430在地震前兆观测数据采集系统中的应用
数据采集系统是地震前兆观测仪器的重要组成部分,它将传感器探测到的微弱模拟信号转换成数字信号,并运算,为后续的地震分析提供可靠数据。
最初,我们曾采用MAX1626等芯片电源为T J -2型体积式应变仪数据采集系统供电,但在测试中我们发现系统工作不稳定,仪器会出现自动重启现象。
究其原因,发现是MAX1626等芯片电源带负载能力不足够大造成的。
因此,经过多方考察,我们最终选用带负载能力强、效率高、外围器件少的TPS5430芯片作电源,为数据采集系统的A /D 转换模块和数据处理模块供电,原理如图3。
图3 数据采集系统原理图
11电路设计
在对T J -2型体积式应变仪数据采集系统的供电电源设计过程中,首先要根据工作要求确定设计参数,然后根据参数设计电路和选择外围元器件。
(1)设计参数要求
输入电压范围:1018～1918V;
输出电压:5V;
输入波纹电压:300mV;
输出波纹电压:30mV;
输出额定电流:3A 。
471地壳构造与地壳应力文集(19)
(2)应用电路
本系统电源设计选用TPS5430的经典电路,如图4。
图4 1018～1918V 输入转5V 输出电压应用电路图
(3)元件的选择
①输入电容。
TPS5430需要一个稍大些的退耦电容。
这里推荐10μF (C 1)的高性能陶瓷电容。
也可以选择小一点的电容,但要满足输入电压和额定电流波纹要求。
②输出滤波器件。
输出滤波器件,即L 1、C 2。
TPS5430具有内部补偿电路。
输出电感与最大输出电流
有关,这里选择15
μH 电感。
输出电容是影响额定电压、额定波纹电流和等价阻抗(ESR )的重要设计因素。
此应
用中选择220
μF 输出电容,此时电路中产生的R MS 波纹电流为143mA ,需要最大的ESR 为40M
Ω。
③输出电压设置。
输出电压由VSENSE 脚的电阻(R 1、R 2)决定。
如果输出电压510V ,参考电压
11221V,R1为10k
Ω,则确定R2为3124k Ω。
④BOOT (启动)电容。
BOOT 电容C 2选择0101μF 。
⑤捕获二极管。
TPS5430需要外部捕获二极管,选择B340A,它的反向电压为40V ,正向电流3A,正向电压015V 。
21电路板设计
TI 公司推荐了TPS5430的1018～1918V 输入转5V 输出电压电路板布线和元器件放置方式图,如图5。
TPS5430的电路板设计过程中要遵循一般电源转换芯片电路的设计原则,以达到预期效果。
另外还有两点需要注意:
①PowerP AD 要求与地相连,可在芯片正下方放置焊盘,并打过孔,以方便正确
5
71 马爱虹等:电源转换芯片TPS5430及其应用
焊接。
②对ENA 脚没有特殊要求时可悬空,也可预留出信号过孔。
图5 电路板设计图
四、结 语
目前,利用TPS5430电源供电的T J 22型体积式应变仪的数据采集仪器已经在内蒙古、云南等很多地震台站中得到实际应用。
经过验证电源工作状况良好,各项性能均能满足工作要求,可推广到其他硬件设计中。
The DC /DC converter TPS5430and its appli ca ti on
M a A i hong L i Ha ili a ng
(I nstitute of Crustal Dyna m ics,CE A,B ingjing 100085)
TPS5430is a DC /DC regulat or made by Texas I nstru ment recently 1It has superi or functi ons and perfor mance 1More and more peop le pay attenti on t o it 1Its characteristics,para meters,func 2ti ons,fra me work and app licati on are described in this paper 1671地壳构造与地壳应力文集(19) 。