Texas Instruments TPSM8310x降壓-升壓模塊是恒定頻率峰值電流模式控制降壓-升壓MicroSiP? 電源模塊，針對較小的解決方案尺寸和高效率進行了優化。該電源模塊集成了電感器，可簡化設計、減少外部元件并節省PCB面積。這些器件的峰值電流限制為3A（典型值），輸入電壓范圍為1.6V至5.5V。TPSM8310x為系統前置穩壓器和穩壓器提供電源解決方案。

數據手冊：*附件：TPSM83102，TPSM83103數據表.pdf

根據輸入電壓，當輸入電壓與輸出電壓大致相等時，Texas Instruments TPSM8310x會自動以升壓、降壓或3周期降壓-升壓模式運行。模式之間的轉換以定義的占空比進行，避免了不必要的模式切換，從而降低了輸出電壓紋波。8μA靜態電流和省電模式可在輕載至空載條件下實現最高效率。

特性

• 輸入電壓范圍：1.6 V至5.5 V
  • 設備輸入電壓 > 1.65V（啟動）
• 輸出電壓范圍：1.2 V至5.5 V
  • PFM模式下支持1.0V Vout
• 高輸出電流能力：3 A峰值開關電流
  • 1.5A I out （VIN ≥ 3V、VOUT = 3.3V時）
  • 1.2A I out （VIN ≥ 2.7V、VOUT = 3.3V時）
• 有源輸出放電（僅限TPSM83101）
• 在整個負載范圍內具有高效率
  • 8μA典型靜態電流
  • 自動省電模式和強制PWM模式
• 峰值電流降壓-升壓模式架構
  • 無縫模式轉換
  • 正向和反向電流操作
  • 啟動至預偏置輸出
  • 固定頻率運行，2MHz開關頻率
• 安全和穩健的操作特性
  • 過流和短路保護
  • 集成軟啟動，采用有源斜坡
  • 過熱和過壓保護
  • 帶負載斷開功能的真正關斷功能
  • 正向和后向電流限制
• 小尺寸解決方案
  • 具有集成電感器的MicroSiP?電源模塊
  • 2.0mm × 2.6mm × 1.2mm（最大值）8引腳μSiP封裝

功能框圖

TPSM83102/TPSM83103 1.2A輸出電流Buck-Boost模塊技術解析

產品概述

TPSM83102和TPSM83103是德州儀器(TI)推出的1.2A輸出電流Buck-Boost電源模塊，采用創新的μSiP封裝技術（2.6mm×2.0mm×1.2mm）。該系列器件具有以下核心特性：

• ?寬輸入電壓范圍?：1.6V至5.5V（啟動時需>1.65V）
• ?可調輸出電壓?：1V至5.5V（通過I2C精確調節）
• ?高效率架構?：
  • 8μA超低靜態電流
  • 支持自動節能模式和強制PWM模式
  • 輕載效率>90%（3.3V輸出時）
• ?峰值電流模式控制?：
  • 3A峰值開關電流
  • 無縫模式切換（Buck/Boost/Buck-Boost）
  • 固定2MHz開關頻率

關鍵電氣特性

絕對最大額定值

典型性能參數

• ?轉換效率?：
  • VIN=3.3V, VOUT=3.3V時可達95%
  • 負載電流0.1mA至1.5A范圍內效率>80%
• ?保護功能?：
  • 過流保護：3.35A(典型值)
  • 短路保護：可通過寄存器配置
  • 熱關斷閾值：150°C(帶遲滯)

應用設計指南

1. 關鍵元件選型

?輸入電容?：

• 推薦值：22μF(X5R/X7R陶瓷電容)
• 示例型號：GRM187R61A226ME15(0603封裝)

?輸出電容?：

• 推薦值：47μF(X5R/X7R陶瓷電容)
• 示例型號：GRM219R60J476ME44(0805封裝)

2. I2C編程接口

器件支持標準/快速/快速+模式(最高1Mbps)，7位地址默認為0x6A。關鍵寄存器包括：

? VOUT寄存器(地址0x03) ?：

• 輸出電壓=1.000+(VOUT[7:0]×0.025)V (0x00≤VOUT[7:0]≤0xB4)
• 例如：設置0x5C對應3.3V輸出

? CONTROL2寄存器(地址0x05) ?：

• 位7(FPWM)：強制PWM模式使能
• 位2:0(TD_RAMP)：軟啟動時間配置(0.256ms至24.32ms可調)

布局建議

1. ?熱管理?：
   • 結至環境熱阻RθJA=100°C/W
   • 建議在S1/S2/SM引腳下方添加散熱過孔陣列
2. ?EMI優化?：
   • 器件下方設置10-20pF層間縫合電容
   • 初級側可添加鐵氧體磁珠(10kΩ@高頻)
3. ?高壓隔離?：
   • 保持初級-次級≥8mm爬電距離
   • 避免頂層走線穿越器件本體

行業應用方案

1. ?TWS耳機?：
   • 鋰電池(3.0-4.2V)轉3.3V系統供電
   • 利用<8μA靜態電流延長待機時間
2. ?工業傳感器?：
   • 4-20mA環路供電(12-24V)轉3.3V
   • 支持-40°C至125°C工作溫度
3. ?光學模塊?：
   • 5V主電源轉3.3V/1.8V多軌供電
   • 2MHz高頻開關減少對光信號的干擾

版本對比

該系列器件通過集成Buck-Boost控制器、功率MOSFET和補償網絡，在極小尺寸內實現了完整的電源解決方案，特別適合空間受限的便攜式設備應用。其先進的模式切換算法可有效降低輸出電壓紋波，相比傳統方案可節省30%的PCB面積。