Texas Instruments TPSM63610同步降壓直流/直流電源模塊是一款高度集成的36V、8A直流/直流解決方案，集成了多個功率MOSFET、一個屏蔽式電感器和多個無源器件，并采用增強型HotRod? QFN封裝。該器件在封裝角設(shè)有VIN和VOUT引腳，可優(yōu)化輸入和輸出電容器的放置。此外，模塊下方的四個較大散熱焊盤可在制造過程中實現(xiàn)簡單布局和易于操作。

數(shù)據(jù)手冊：*附件：Texas Instruments TPSM63610同步降壓直流-直流電源模塊數(shù)據(jù)手冊.pdf

TI TPSM63610模塊具有1V到20V的輸出電壓，旨在快速、輕松實現(xiàn)小尺寸PCB的低EMI設(shè)計。總體解決方案僅需四個外部元件，并且省去了設(shè)計流程中的磁性和補償元件選擇過程。

TPSM63610模塊提供了許多特性來實現(xiàn)穩(wěn)健的性能：具有遲滯功能的精密使能端可實現(xiàn)輸入電壓UVLO調(diào)節(jié)、電阻可編程開關(guān)節(jié)點壓擺率和展頻選項以改善EMI。與集成式VCC、自舉和輸入電容器一起使用，可提高可靠性和密度。該模塊可配置為在滿負載電流范圍 (FPWM) 內(nèi)保持恒定開關(guān)頻率，也可配置為可變頻率 (PFM) 以提高輕負載效率。其中包含PGOOD指示器，可實現(xiàn)時序控制、故障報告和輸出電壓監(jiān)測功能。

特性

• 支持功能安全
  • 來輔助功能安全系統(tǒng)設(shè)計的文檔
• 多功能36 V IN 、8AOUT同步降壓模塊
  • 集成MOSFET、電感器和控制器
  • 可調(diào)節(jié)輸出電壓范圍為1V至20V
  • 6.5mm x 7.5mm x 4mm超模壓塑料封裝
  • 結(jié)溫范圍：–40°C至+125°C
  • 可調(diào)頻率范圍：200kHz至2.2MHz
  • 負輸出電壓應(yīng)用功能
• 在整個負載范圍內(nèi)具有超高效率
  • 95%+峰值效率
  • 用于提升效率的外部偏置選項
  • 外露焊盤可實現(xiàn)低熱阻抗。EVMΔJA = 16.2°C/W
  • 關(guān)斷時的靜態(tài)電流為：0.6μA （典型值）
• 超低傳導(dǎo)和輻射EMI簽名
  • 具有雙輸入路徑和集成電容器的低噪聲封裝可降低開關(guān)振鈴
  • 電阻器調(diào)節(jié)的開關(guān)節(jié)點壓擺率
  • 符合CISPR 11和32 B類發(fā)射要求
• 適用于可擴展電源
  • 與TPSM63608（36V、6A）引腳兼容
• 固有保護特性可實現(xiàn)穩(wěn)健設(shè)計
  • 精密使能輸入和漏極開路PGOOD指示器（用于時序、控制和VIN UVLO）
  • 過流和熱關(guān)斷保護
• 使用TPSM63610并借助WEBENCH? Power Designer創(chuàng)建定制設(shè)計

典型原理圖

TPSM63610高密度同步降壓DC/DC電源模塊技術(shù)解析

一、核心特性與創(chuàng)新設(shè)計

?1.1 突破性性能參數(shù)?

• ?超寬輸入電壓范圍?：3V至36V連續(xù)工作，瞬態(tài)耐壓達42V
• ?大電流輸出能力?：8A連續(xù)/10A峰值輸出電流
• ?超高集成度?：采用6.5mm×7.5mm×4mm增強型HotRod? QFN封裝，集成MOSFET、電感和控制器
• ?高效率表現(xiàn)?：峰值效率>95%，輕載靜態(tài)電流僅0.6μA

?1.2 創(chuàng)新技術(shù)亮點?

• ? 雙隨機擴頻技術(shù)(DRSS) ?：結(jié)合三角波和偽隨機跳頻，有效降低EMI峰值
• ?可調(diào)開關(guān)節(jié)點斜率控制?：通過RBOOT引腳配置(0-500Ω)優(yōu)化EMI與效率平衡
• ?集成輸入旁路電容?：減少開關(guān)振鈴和輻射場耦合
• ?負壓輸出能力?：支持降壓-升壓反相拓撲結(jié)構(gòu)

二、關(guān)鍵電氣參數(shù)分析

三、典型應(yīng)用設(shè)計指南

3.1 工業(yè)自動化電源方案

?電路拓撲特點?：

• 輸入直接連接24V工業(yè)總線
• 采用三路47μF X7R陶瓷輸出電容
• 關(guān)鍵設(shè)計公式：
  • 輸出電壓設(shè)置：RFBB = (RFBT×VREF)/(VOUT-VREF)
  • 開關(guān)頻率設(shè)置：RRT(kΩ)=16.4-0.633/FSW(MHz)

?EMI優(yōu)化措施?：

1. 采用對稱布局的雙輸入電容(2×10μF)
2. SPSP引腳接20kΩ電阻啟用擴頻
3. RBOOT配置為100Ω平衡效率與EMI

3.2 反相降壓-升壓應(yīng)用

?獨特優(yōu)勢?：

• 支持-12V等負壓輸出
• 最大輸出電流公式：IOUT(max)=8A×(1-D)
• 布局要點：
  • 輸入電容需承受VIN+|VOUT|電壓應(yīng)力
  • FB分壓電阻連接至負輸出端
  • PGND作為功率地參考點

四、PCB設(shè)計關(guān)鍵要點

?4.1 布局優(yōu)先級?：

1. ?功率回路?：輸入電容→VIN引腳→PGND形成最小回路
2. ?熱管理?：
   • 使用2oz銅厚四層板
   • 模塊下方布置完整地平面
   • 添加散熱過孔陣列(推薦0.3mm直徑)

?4.2 抗干擾設(shè)計?：

• FB走線長度<10mm，遠離開關(guān)節(jié)點
• 采用開爾文連接反饋網(wǎng)絡(luò)
• 電源層與地層間距<0.2mm

五、功能模式詳解

5.1 多模式控制架構(gòu)

• ?FPWM模式?：全負載范圍固定頻率
• ?自動模式?：輕載時自動切換PFM提升效率
• ?同步模式?：支持外部時鐘同步(200k-2.2MHz)

5.2 保護系統(tǒng)協(xié)同

1. 過流觸發(fā)后進入256μs檢測期
2. 持續(xù)故障轉(zhuǎn)入打嗝模式(40ms關(guān)閉)
3. 過熱保護(168°C關(guān)斷/159°C恢復(fù))

六、選型與開發(fā)支持

?6.1 工具鏈推薦?：

• WEBENCH? Power Designer自動設(shè)計工具
• TINA-TI仿真模型驗證穩(wěn)定性
• 官方EVM模塊(SLVUCR5)快速原型開發(fā)

?6.2 系列化選型?：

該模塊特別適用于需要高功率密度的工業(yè)系統(tǒng)，其創(chuàng)新的封裝技術(shù)和控制架構(gòu)可同時滿足高效率和小尺寸需求。通過優(yōu)化的引腳排列和內(nèi)部補償設(shè)計，工程師可快速構(gòu)建可靠的電源解決方案。