TPS63021DSJR 产品概述

一、概述

TPS63021DSJR 是德州仪器（TI）推出的一款升降压（buck‑boost）同步整流 DC/DC 转换器，专为电池供电和便携式系统设计。器件集成同步开关与控制电路，在 1.8V 至 5.5V 的输入电压范围内稳定输出固定 3.3V，最大输出电流 2A，典型开关频率 2.4MHz，工作温度范围 -40℃ 至 +85℃（TA），封装为 VSON‑14‑EP（3×4）。

二、主要特点

• 输入电压范围：1.8V ~ 5.5V，支持电池电压跨越（升压与降压）场景
• 固定输出：3.3V，最大持续输出电流 2A
• 拓扑：降压‑升压式（buck‑boost），在输入电压高于或低于输出电压时均能稳定供电
• 同步整流：内部集成同步 MOSFET，降低整流损耗，提高效率
• 高频工作：约 2.4MHz 开关频率，可配合小体积电感与电容，适合空间受限应用
• 封装：VSON‑14‑EP（3×4），带散热焊盘，便于热管理与 PCB 散热设计

三、典型应用场景

• 电池供电的便携设备（锂离子/锂聚合物单节或多节系统）
• 可穿戴设备、无线传感器节点与物联网终端
• 便携式工业/医疗仪器和手持设备
• 需要在电池放电过程中维持 3.3V 稳压的系统

四、性能与设计要点

• 高频率的优点是可使用更小的电感与旁路电容，适合小尺寸 PCB；但同时会增加开关损耗，需在效率与器件尺寸之间权衡。
• 为保证稳定输出和良好瞬态响应，应选择合适的输入/输出陶瓷电容（低 ESR、靠近引脚布置）；输出及输入端的旁路电容要尽可能靠近器件引脚布置以减小回路面积。
• 电感选择：建议选用额定电流高于 2A 的低 DCR 电感，以减小导通损耗与温升。
• 散热：VSON‑14‑EP 的暴露焊盘应通过多过孔连接到内/底层散热铜箔，保证热量传导；在高负载或高 ambient 温度下需要适当的热路径设计。

五、保护与可靠性建议

器件适用于电源管理关键场景，应关注过流、短路与过温保护等可靠性设计（具体保护参数请参见 TI 原厂数据手册）。电源启动与关断顺序、软启动设置（如外部元件可用时）以及 PCB 接地设计都会影响系统稳定性与 EMI 性能，建议按 TI 推荐的参考设计进行布局与布线。

六、封装与布局要点

• VSON‑14‑EP（3×4）带中央热焊盘（EP），必须焊接到底板以获得良好热性能；通过多盲/通孔将热焊盘连至底层散热铜。
• 布局关键：将输入电容、输出电容与器件引脚紧密排列，减小开关回路与电感连接回路面积；接地应采用单点或多点参考，避免噪声注入敏感电路。

七、结论

TPS63021DSJR 是一款适合电池供电与便携式应用的高集成度升降压 DC/DC 转换器，凭借宽输入范围、同步整流与高开关频率，能在空间、效率和成本之间取得良好平衡。欲获取器件更详尽的电气特性、典型应用电路与 PCB 布局示意，请参考德州仪器官方数据手册与评估板资料。