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。該器件在封裝角設有VIN和VOUT引腳，可優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簡單布局和易于操作。

數據手冊：*附件：Texas Instruments TPSM63610同步降壓直流-直流電源模塊數據手冊.pdf

TI TPSM63610模塊具有1V到20V的輸出電壓，旨在快速、輕松實現小尺寸PCB的低EMI設計。總體解決方案僅需四個外部元件，并且省去了設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穩健的性能：具有遲滯功能的精密使能端可實現輸入電壓UVLO調節、電阻可編程開關節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) 內保持恒定開關頻率，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，可實現時序控制、故障報告和輸出電壓監測功能。

特性

• 支持功能安全
  • 來輔助功能安全系統設計的文檔
• 多功能36 V IN 、8AOUT同步降壓模塊
  • 集成MOSFET、電感器和控制器
  • 可調節輸出電壓范圍為1V至20V
  • 6.5mm x 7.5mm x 4mm超模壓塑料封裝
  • 結溫范圍：–40°C至+125°C
  • 可調頻率范圍：200kHz至2.2MHz
  • 負輸出電壓應用功能
• 在整個負載范圍內具有超高效率
  • 95%+峰值效率
  • 用于提升效率的外部偏置選項
  • 外露焊盤可實現低熱阻抗。EVMΔJA = 16.2°C/W
  • 關斷時的靜態電流為：0.6μA （典型值）
• 超低傳導和輻射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振鈴
  • 電阻器調節的開關節點壓擺率
  • 符合CISPR 11和32 B類發射要求
• 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穩健設計
  • 精密使能輸入和漏極開路PGOOD指示器（用于時序、控制和VIN UVLO）
  • 過流和熱關斷保護
• 使用TPSM63610并借助WEBENCH? Power Designer創建定制設計

典型原理圖

TPSM63610高密度同步降壓DC/DC電源模塊技術解析

一、核心特性與創新設計

?1.1 突破性性能參數?

• ?超寬輸入電壓范圍?：3V至36V連續工作，瞬態耐壓達42V
• ?大電流輸出能力?：8A連續/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?：峰值效率>95%，輕載靜態電流僅0.6μA

?1.2 創新技術亮點?

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

二、關鍵電氣參數分析

三、典型應用設計指南

3.1 工業自動化電源方案

?電路拓撲特點?：

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

?EMI優化措施?：

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-升壓應用

?獨特優勢?：

• 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設計關鍵要點

?4.1 布局優先級?：

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 抗干擾設計?：

• FB走線長度<10mm，遠離開關節點
• 采用開爾文連接反饋網絡
• 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

• ?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 保護系統協同

1. 過流觸發后進入256μs檢測期
2. 持續故障轉入打嗝模式(40ms關閉)
3. 過熱保護(168°C關斷/159°C恢復)

六、選型與開發支持

?6.1 工具鏈推薦?：

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

?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系統，其創新的封裝技術和控制架構可同時滿足高效率和小尺寸需求。通過優化的引腳排列和內部補償設計，工程師可快速構建可靠的電源解決方案。