TPS51116RGER 产品概述

一、产品简介

TPS51116RGER 是一款面向中低压电源系统的降压型同步整流 DC-DC 控制器/芯片，工作电压范围为 3V 至 28V，输出可调在 0.75V 至 3.0V，最高输出电流可驱动外置功率管至 3A，开关频率典型为 400kHz，工作环境温度为 -40℃ 至 +85℃。器件采用 TI（德州仪器）工艺，封装为 VQFN-24-EP（4×4），适合对效率、尺寸与成本有平衡要求的点对点电源应用。

二、主要特点

• 宽工作电压：3V ～ 28V，适配各种汽车电子、工业供电与通信前端输入。
• 可调输出：支持 0.75V ～ 3.0V 的范围，便于为 SoC、FPGA、DSP 等提供中低电压源。
• 支持同步整流：可配外置上/下功率管以提高转换效率并降低导通损耗。
• 典型开关频率：400kHz，在效率与外部元器件体积间提供良好平衡。
• 外置开关管拓扑：便于根据功耗与开关损耗优化 MOSFET 的选择与热设计。
• 单通道输出：专注单一路降压输出的高性能实现。

三、功能与工作原理

TPS51116RGER 基于降压（Buck）开关拓扑，通过内部驱动信号驱动外置高低侧 MOSFET，实现脉宽调制控制输出电压。同步整流方式在低压差工况下显著提升效率。输出反馈回路允许将输出电压精确调节到设定值，适配不同负载与动态响应要求。400kHz 的开关频率使得电感与滤波电容尺寸可控制在中等范围，便于板级集成。

四、封装与热性能

VQFN-24-EP（4×4）封装带有中央散热焊盘（EP），有利于热量传导到 PCB，改善热阻。设计时应在 PCB 底层做充足的散热过孔和铜箔加大散热面，保证在 3A 工作电流和高输入压差时系统热稳定性。器件工作温度范围 -40℃ ～ +85℃，适用于工业与商用环境。

五、典型应用场景

• 通信设备中的核心或外设电源
• 工业控制器、PLC 供电
• 汽车车载辅助电源（需评估具体车规要求）
• FPGA/ASIC/微处理器的点对点稳压电源
• 电池供电系统与分压模块

六、设计要点与注意事项

• 外置 MOSFET 选择：根据最大电流与开关频率选择低 RDS(on) 且开关损耗合适的器件，并兼顾门极电荷以匹配驱动能力。
• 输入/输出滤波：输入需足够旁路电容以抑制瞬态；输出采用低等效串联电阻（ESR）电容以保证稳定性与低纹波。
• 布局：VIN、PH、SW、GND、FB 等关键信号走线要短且粗，功率回路应建立完整的低阻回流路径，散热焊盘与过孔要充分。
• 热管理：在高功率场合关注 PCB 铜箔面积和散热过孔数量，必要时评估降频或并联分担方案。
• 稳定性与环路补偿：根据外部电感与输出电容特性调节补偿网络，确保瞬态响应与系统稳定性。

七、总结与选用建议

TPS51116RGER 适合需要外置功率 MOSFET 的降压设计场合，提供宽输入、可调输出与较高电流驱动能力。若项目要求在 3V～28V 输入范围内为 0.75V～3.0V 的负载提供稳定、效率可控的电源，且希望通过外置器件优化热与效率，TPS51116RGER 是值得考虑的解决方案。最终选型请参照 TI 官方数据手册获取完整性能、引脚定义与应用示例，并结合系统热设计与 EMC 要求完成板级验证。