内容摘要：TPS5430是TI （美国德州仪器公司） 最新推出的一款DC/DC开关电源转化芯片。其优胜的功用使得它刚刚上市就遭到广泛重视。本文描绘了该芯片的特征、参数、功用、结构， 并结合实践情况对其在地震先兆观测仪器中的使用进行了介绍。
一、引 言
地震先兆观测仪器是地震先兆观测的重要组成部分。只需仪器安稳、作业牢靠， 才能为地震先兆剖析作业供给接连的原始数据。不断的发掘和选用高功用的元器材替换相对功用低的、旧的元器材是改进仪器功用的一条途径。
TPS5430是TI公司最新推出的一款功用优胜的DC /DC开关电源转化芯片。咱们对其进行了开发， 并将其使用到了TJ – 2型体积式应变仪的数据收集体系。
二、TPS5430简介
1.TPS5430特性
TPS5430具有杰出的特性， 其各项功用及主要参数如下：
高电流输出：3A （峰值4A）;
宽电压输入规模：5.5~36V;
高转化功率：最佳情况可达95%;
宽电压输出规模：最低能够调整降到1.221V;
内部补偿最小化了外部器材数量;
固定500kHz转化速率;
有过流维护及热关断功用;
具有开关使能脚， 关状况仅有17uA停止电流;
内部软发动与其他同类型直流开关电源转化芯片比较， TPS5430的高转化功率特别值得重视。
图1为在12V输入电压、5V输出电压时TPS5430转化功率与输出电流的联系曲线图。
图1 TPS5430芯片的功率- 电流联系曲线图
2.功用和结构
（1） 管脚阐明：
TPS5430采纳8脚SO %&&&&&% PowerPADTM封装， 方法如图2。
图2 TPS5430封装
（2） 内部结构及功用：
①晶振（Oscillator） 频率。
固定500kHz转化速率， 使得在相同的输出波纹要求下发生更小的输出电感。
②基准（Reference） 电压。
通过缩放温度安稳能隙带电路的输出规模， 基准电压体系发生准确的基准信号。经测验， 在答应的温度规模内， 1.221V电压输出时能隙带和缩放电路坚持平衡。
③ ENA （使能脚） 和（ Slow Start） 内部软发动。
当ENA脚上的电压超越极限电压时转化器和内部的软发动开端作业， 低于极限电压，转化器停止作业软发动开端复位。ENA脚接地或电压小于015V时转化器停止作业。ENA脚能够悬空。
④ UVLO （欠压确认） 。
TPS5430带有UVLO电路。不管在上电或掉电过程中， 只需V IN （输入电压） 低于极限电压， 转化芯片不作业。UVLO比较器的典型迟滞值为330mV.
⑤ Boost CaPACitor （发动电容） 。
在BOOT脚和PH脚间衔接0.01μF的陶瓷电容， 为MOSFET的高端供给门电压。
⑥ VSENSE （外部反应） and Internal Compensation （内部补偿） 。
输出电压通过外部电阻分压被反应到VSENSE脚。在安稳状况下， VSENSE脚的电压等于电压参阅值1.221V.TPS5430具有内部补偿电路， 简化了芯片规划。
⑦ Voltage Feed Forward （电压正反应） 。
内部的电压正反应确保了不管输入电压怎么改变电源芯片都有一个稳定的增益。这大大简化了安稳性剖析， 改进了瞬态呼应。TPS5430的正反应增益典型值为25.
⑧ Pulse – W idth – Modulation Control （脉宽操控） 。
转化器采纳固定频率操控方法。
⑨ Overcurrent Protection （过流维护） 。
过流维护电路使得电流超越极限值时， 内部的过流指示器设置为真， 过流维护被触发。
⑩ Thermal Shutdown （热关断） 。
接点温度超越了温度关断点， 电压参数被置为地， 高端MOSFET关断。受软发动电路的操控， 当接点温度降到比温度关断点低14℃时， 芯片重新发动。
三、TPS5430在地震先兆观测数据收集体系中的使用
数据收集体系是地震先兆观测仪器的重要组成部分， 它将传感器探测到的弱小模拟信号转化成数字信号， 并运算， 为后续的地震剖析供给牢靠数据。
开始， 咱们曾选用MAX1626等芯片电源为TJ – 2型体积式应变仪数据收集体系供电，但在测验中咱们发现体系作业不安稳， 仪器会呈现主动重启现象。究其原因， 发现是MAX1626等芯片电源带负载才能缺乏够大形成的。因而， 通过多方调查， 咱们终究选用带负载才能强、功率高、外围器材少的TPS5430芯片作电源， 为数据收集体系的A /D转化模块和数据处理模块供电， 原理如图3。
图3 数据收集体系原理图。
1.电路规划
在对TJ – 2型体积式应变仪数据收集体系的供电电源规划过程中， 首要要依据作业要求确认规划参数， 然后依据参数规划电路和挑选外围元器材。
（1） 规划参数要求
输入电压规模： 10.8~19.8V;输出电压： 5V;输入波纹电压： 300mV;输出波纹电压： 30mV;输出额外电流： 3A.
（2） 使用电路
本体系电源规划选用TPS5430的经典电路， 如图4。
图4 1018~1918V输入转5V输出电压使用电路图
（3） 元件的挑选
①输入电容。
TPS5430需求一个稍大些的退耦电容。这儿引荐10μF （C 1） 的高功用陶瓷电容。也能够挑选小一点的电容， 但要满意输入电压和额外电流波纹要求。
②输出滤波器材。
输出滤波器材， 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， 这儿挑选15μH电感。
输出电容是影响额外电压、额外波纹电流和等价阻抗（ ESR） 的重要规划要素。此使用中挑选220μF输出电容， 此刻电路中发生的RMS波纹电流为143mA， 需求最大的ESR为40MΩ。
③输出电压设置。
输出电压由VSENSE脚的电阻（R 1、R 2 ） 决议。假如输出电压5.0V， 参阅电压1.221V， R1为10kΩ， 则确认R2为3.24kΩ。
④ BOOT （发动） 电容。
BOOT%&&&&&%C 2挑选0.01μF.
⑤捕获二极管。
TPS5430需求外部捕获二极管， 挑选B340A， 它的反向电压为40V， 正向电流3A， 正向电压0.5V.
2.电路板规划
TI公司引荐了TPS5430的10.8~19.8V输入转5V输出电压电路板布线和元器材放置方法图， 如图5。
TPS5430的电路板规划过程中要遵从一般电源转化芯片电路的规划准则， 以到达预期作用。别的还有两点需求留意：
① PowerPAD要求与地相连， 可在芯片正下方放置焊盘， 并打过孔， 以便利正确马爱虹等： 电源转化芯片TPS5430及其使用焊接。
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 电路板规划图
四、结 语。
现在， 使用TPS5430电源供电的TJ22型体积式应变仪的数据收集仪器已经在内蒙古、云南等许多地震台站中得到实践使用。通过验证电源作业情况杰出， 各项功用均能满意作业要求， 可推行到其他硬件规划中。
