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电源转换芯片TPS5430及其应用
摘要：TPS5430是TI （美国公司） 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TJ - 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。
图1　TPS5430芯片的效率- 电流关系曲线图
2.功能和结构
　　（1） 管脚说明：
　　TPS5430采取8脚SO IC PowerPADTM封装， 形式如图2。
图2　TPS5430封装
　　（2） 内部结构及功能：
　　①晶振（Oscillator） 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。
　　③ ENA （使能脚） 和（ Slow Start） 内部软启动。
　　当ENA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。ENA脚接地或电压小于015V时转换器停止工作。ENA脚可以悬空。
　　④ UVLO （欠压锁定） .
　　TPS5430带有UVLO电路。无论在上电或掉电过程中， 只要V IN （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.
　　⑤ Boost Capacitor （启动电容） .
　　在BOOT脚和PH脚间连接0.01&F的陶瓷电容， 为MOSFET的高端提供门电压。
　　⑥ VSENSE （外部反馈） and Internal Compensation （内部补偿） .
　　输出电压通过外部电阻分压被反馈到VSENSE脚。在稳定状态下， VSENSE脚的电压等于电压参考值1.221V.TPS5430拥有内部补偿电路， 简化了芯片设计。
　　⑦ Voltage Feed Forward （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.
　　⑧ Pulse - W idth - Modulation Control （脉宽控制） .
　　转换器采取固定频率控制方式。
　　⑨ Overcurrent Protection （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。
　　⑩ Thermal 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。
经过反复的比较和遴选，《今日电子》和21ic中国电子网举办的2013年度产品奖正式揭晓…
() () () () () () () () ()谁能告诉我开关电源IC 的作用，结合TPS5430或其他IC_百度知道
谁能告诉我开关电源IC 的作用，结合TPS5430或其他IC
讲解一下开关电源IC的用途，我要设计一个交流24V转直流12V的开关电源模块，先准备选用TPS5430这个芯片，不知道如何使用，我是要先整流后，再接入芯片，还是直接可以接入IC， 如有有其他开关电源IC也可以
提问者采纳
交流24V转12V肯定要先整流滤波然后接到开关稳压器的输入。其他的开关电源IC比较常用的有LM2576-12。按照数据手册中的典型应用电路连接外围元件即可，LM2576-12的外围电路更简单些，直接输出12V，TPS5430还需要适当调整比例电阻R1和R2的比值才能使输出为12V。
这是用LTspice IV 模拟的桥式整流，但是软件提示必须设置地， 请问我把地画哪里。图中的电源是24V交流，要整出来24V直流 。
可是我觉得地不管放哪里都不正确，请问这个地该如何设置。谢了
输出电压的地就是D2和D3的正极以及R1这三个元件的连接处。但是像这样只有整流没有加滤波的电路其输出只是单向脉动电压而不是直流电压，要输出直流电压必须加滤波，滤波之后的直流电压大约为32V（计算了整流环节的电压损失）。
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TPS5430没用过，所以也不敢说怎么使用。一般的开关电源IC就是输出方波，有的可能已经集成了开关器件。那么方波又有什么用呢？我们知道变压器的只能在交流情况下才能实现变压，而正常我们220V市电的频率是50hz，所以我们会看到以前的一些老仪器上有很大的线性变压器，而开关电源IC的作用就是产生很高频率的方波电压那么只要很小的变压器就能实现电压的转化，能输出同等功率。市面上有很多的开关电源IC，比如TI、飞兆、安森美等公司都有出。
至少目前IC的工作电压都是直流，所以你输入24V的交流，一定要先整流后在接入IC做IC的工作电压。整流后的直流就直接接TPS5430的输入端。
整流后接入TPS5430的输入端后，他的输出就是稳定的直流吗？
整流后接100uF的电容后，它就是稳定的直流了。你那个模拟的图，交流源的两端，分别接D1D2的中间、D3D4的中间。
这个IC主要是用于提供高频PWM 方波，IC有一个调节电压的作用，通过回收输出端的电压信息，然后对PWM占空比进行调节，从而达到稳定输出电压的目的。应该是一个电压反馈型开关电源的IC。只需要把输入加到IC的输入即可，当然输出的电感，是需要根据输入，输出来算出来的。 因为IC具有电压调节功能，输出端需要用两个电阻进行分压然后与基准电压进行比较。 大的电感可以有宽输出。
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出门在外也不愁使用TPS5430 DC-DC 结果输出好大的尖峰~怎么消除呢？有没有引脚兼容可以替代的芯片呢？
(amoBBS 阿莫电子论坛) -
使用TPS5430 DC-DC 结果输出好大的尖峰~怎么消除呢？有没有引脚兼容可以替代的芯片呢？
以前用的LM2576 波形很高，很平，后来为了减小体积，使用了TPS5430 ，使出12VIN 输出5V电源，在接AMS1117输出3.3V 和SPX6205 输出1.8V
结果使出后，调试器不能连接上芯片，用示波器一看
开关电源输出的波形 尖峰很夸张！导致3.3V.1.8V 都有尖峰输出~
/bbs_upload782111/files_32/ourdev_572936.GIF
(原文件名:1.GIF)
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(原文件名:3.GIF)
为了减少体积，电感在TOP面，芯片在电感正下的BOT 面， PCB布线不是很好·
所以求教下，有没什么什么办法，可以减少尖峰输出的~或向找个可以兼容的芯片，试下
芯片数据手册·点击此处下载 ourdev_572939.rar(文件大小:785K) (原文件名:tps5430.rar)
很夸张，与那里为参考地测试？如果调整参数不行那就要严格按资料的推荐布局图改板，我有个项目也想换这颗IC
undeadhuman
开关噪声，很夸张啊。直流上都能看的见。
我用DC-DC的时候，看噪声直流看不出来，示波器打到交流耦合，档位在100mV是能看到这种噪声，单感觉还是挺恶心的。
楼主的布局是不是有问题啊。
在VIN与GND间，接个电解试一下，记得要靠近PIN，直接接到PIN上试一下吧。
布线时，要单点地，这样会更好。
其他就说不上来了。
国半的 LM22676 和这个管脚兼容，只是参考点不同。
尖峰问题不是更换芯片就能解决的。另：探头的底线尽量要就近接。
开关频率高了，布板一定要很小心。国半有一个布板指南你可以看一看。
曾经测试过一个同类电路,几乎也是这个波形...ti有详细的pcb demo,元器件也有推荐,参考一下应该不会有这么大的开关脉冲
为了省体积，所以布线不怎么好·没想到会这么夸张哈·
肯定是布板或器件选型问题了！
今天我也要用这个芯片搭个电路试看看！
有结果也来汇报下！
毕竟这个芯片的频率上去了,布线和元器件特别是电容的esr影响就不容忽视
你测了纹波大概多少呢？5V输出的地方！
我测了下空载纹波+-20mV左右，还好吧！
回复【10楼】yondyanyu
你测了纹波大概多少呢？5v输出的地方！
我测了下空载纹波+-20mv左右，还好吧！
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我的波纹都上1V多了·应该是我的PCB，没搞好，电感我用的是22uh 和芯片分别在TOP层和BOT层的同一个地方 或我买的芯片有些问题，应该不会有假货吧~
如图：电感正好的芯片的上面，而且电感下面就是地~
/bbs_upload782111/files_32/ourdev_573128.JPG
(原文件名:电感1.JPG)
/bbs_upload782111/files_32/ourdev_573129.JPG
(原文件名:电感2.JPG)
买了国半的 LM22676 的，很贵的说，今天下午应该可以收到，焊在板子上，看看效果~
动作到挺快的，先泼盆冷水，不要抱太大希望哈。
我原来试过这两颗芯片，效果差不多的，有的一比。
/bbs_upload782111/files_32/ourdev_573283.jpg
11 (原文件名:11.jpg)
我参考芯片提供的图，搭的电路！
效果还行，输入24V，输出5V，输出电流2A，纹波大小基本不变，效率有90%+，发热量手还能摸得上去！
回复【13楼】pygh
动作到挺快的，先泼盆冷水，不要抱太大希望哈。
我原来试过这两颗芯片，效果差不多的，有的一比。
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刚试验过了LM22676，还是有尖峰的，波形和TPS5430 的一样，但幅值在+_0.4V
相对 TPS5430 的尖峰幅值在1.7V 的要好了很多~觉得还是LM22676 要好点，但价格是TPS5430 2倍多~
看来主要还是我的PCB，没有布置好，悲剧了，以前用LM2576，怎么布线，都没有尖峰，大意了哎~
分析一下电流通路你就知道该怎么画板了 不要忽略地回路
MPS的芯片价低好用。布板也是要考虑的。
降压型MPS28258，在5V3A效率91%，最低可以输出0.8V，￥3.0以内。
不过他们的芯片资料不公开，怕被抄袭。
MPS 没有批量用过，质量咋样，损坏率高不高？
MPS:Monolithic Power Systems
你觉得他做电源芯片怎么样啊？
flyerhacker
可以判断是PCB布板的问题
电压采样信号线很敏感。电感和二极管连接段的噪声是最大的。
你的电源布局和走线还真的不敢恭维
flyerhacker
给你份资料 就是楼上说的布局指南
PDF被我画了，呵呵。
点击此处下载 ourdev_573424.pdf(文件大小:1.10M) (原文件名:【开关电源】布局指南.pdf)
谢谢楼上的，当初为了省空间，没想到出了大麻烦~学习了·
shenjun1118
我做过同款芯片，噪声全频测的是55mV，应该片子是毛的问题的！！不过我看了一下楼主的板子，似乎问题很大哦！
重画了板子，完全按照PDF来的，结果还是毛刺比较大·。我怀疑是不是二极管出了问题，我用的是IN5822`你们用的是什么呢？
/bbs_upload782111/files_32/ourdev_576948.JPG
(原文件名:5430.JPG)
这个片子我去年也批量用过 没发现这个问题
你看看你那几个瓷片电容还有电感值对不对
电感我用的是221 ，就一个瓷片电容接BOOT的是103 。二极管用的IN5822,芯片电压输入和输出都接了钽电容的
测它的波纹 快达到了 正负 200mv
221?是220u?
二极管我用的是SS34
电感是221 是22uh 我下午去买个SS34回来试试
咦，好像是电感的容量不对，这个是221，难道是220uh的，我下午在去买下，看看，上次明明要的22uh
连接pin4的反馈检测走线有问题，
电感和检测电阻之间割线，再从5V电源的滤波电容后端飞1根线到电阻上
5V电源后端看不到，不知道楼主的电源滤波有没有做好，否则也成问题
滤波电容应尽量靠近电感加，先0.1uF(可多个)后100uF
谢谢楼上的，我改了电感，感觉影响不大，看来还是反馈线的问题，输出滤波是220uf+0.1uf 的，我在改改试下
jinqiankun
mark一下，楼主怎么没下文了...
期待楼主下文！
哎，后来虽然还是有+ -150mv 的尖峰，但被供电的芯片可以工作，就没理会了·
今天我又翻出来，做了实验：负载是TMS320F2808 处理器，估计在100MA左右吧·
实验 1：加了LC滤波，5V用线引出外接LC滤波器·LC滤波器随便找了功率电感和大电容焊接在一起做，试了2种电感分辨是22uh 10uh，2种电容，钽电容100UF和电解电容680UF
最好的一次组合 ：只有+ - 100mv 的尖峰了·别的组合不仅没滤掉，甚至变大了，成了+ - 250MV 了。汗·
实验2：5V用线引出外接 TDK的共模滤波器，正好有一个，参数不知道，共模滤波器输出并联电容，滤波有效果，大概也是 + - 100mv 的尖峰。
实验3：PCB上把反馈线隔断，飞线电感下面 5V电压并联电容输出那，结果 还是有+ -150mv 的尖峰，没有什么变化·
总结：反正还没搞定·不知道是不是元件有问题，PCB修改后应该没什么问题了
这个片子本身噪声很大，对PCB要求也高~ 价格也不便宜·给数字电路MCU等供电没什么问题，对模拟信号有很高的影响 ，郁闷，如果要加滤波电路，还不如LM2576靠谱点·
我也用得这个片子，12VDC输入，5V输出。出现开关频率的毛刺，空载时100mv 加载时有200mv 左右，还是加了共模扼流圈后的，不加毛刺更加多，布板没有按照建议的来。按照规格书又投了一次板，板子还没回来，看效果咋样，这片子咋这么难用。
加大一点负载看看
如果前面是的开关电源供电，那你用示波器普通探头是测不准的。得用隔离探头，或者用隔离变压器将市电与示波器隔离才能测准。
本帖最后由 ppa2001 于
10:10 编辑
后来要做一个电源板，想了下，把这个芯片也做在了上面，用来做5V电源备用，最后发现，体积没有比LM2576做的电路小多少·，性能却差很多了·
接了5欧姆电阻，加了LC滤波都没搞定它巨大的纹波。给数字电路供电没问题，给模拟部分，简直是灾难，郁闷，好吧，这个芯片是黑木耳，不是我等屌丝可以搞定的
参考官方的，然后把反馈线，电阻等放在了PCB的后面·
曾经测试过别的几款DC-DC，发馈线不穿孔走短一点，电感正下面TOP及BOM层都不覆地，这样得出来的结果非常理想。这颗料倒没有试过，将来有机会我也试试看
shuishuo615
mark,我做的一些电源有的也会出现这种spike，但暂时也不知道哪里出了问题
正打算从 LM2596 换成 tps5430呢，但看了这，真心有点 不知所措了！
记号。。。
俺用这个芯片也好久了。开始时老老实按官方demo布板，开关噪声在vpp 60mv左右。后来有块板子忘了一些要领，随便了点，正好后面还有一部分模电：驱动个小喇叭，结果，那嗡嗡声，吵死个人了。。。
本帖最后由 叮叮铛铛 于
21:43 编辑
1：FB线要从输出电容的地方取；
2：输入、输出电容地，DC-DC芯片地，二极管地要尽可能的靠近。减少“地弹”
3：开关脚要靠近电感，不要引出太长的线。
看下TI评估板布局还有几个二极管参数是否正确 我用TPS5450没问题
正好也要用LM22676，看了上面的内容，有点怕怕啊，看来真得小心了。另外，楼主500KHZ的频率用钽电容可以吗？得用低ESR的MLCC、固态电解电容才行吧
可能是楼主纹波测量方法不对？要测电容两端的
我也在用这颗料，没发现有着问题啊。布线必须按照厂家推荐来。
Lz，有可能你测量的探头有问题，不能用那种带夹子的地线探头，有用那种像帽子那样的小的接触错针，地参考跟探针就几毫米距离那样，这样测出来的结果比较可信
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该文档贡献者很忙，什么也没留下。
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