Texas Instruments TPSM63603同步降壓電源模塊是一款結合了屏蔽電感器、功率MOSFET和無源元件的高度集成的36V、3A DC/DC解決方案。每個模塊在封裝角設有VIN 和VOUT 引腳。它們是為了優化輸入和輸出電容器的布局。模塊下方具有四個較大的散熱焊盤，可在制造過程中實現簡單布局和輕松處理。

數據手冊：

*附件：TPSM63603數據手冊.pdf

*附件：TPSM63603E數據手冊.pdf

Texas Instruments TPSM63603的輸出電壓范圍為1V至16V，設計用于在小尺寸內實現低EMI設計。該解決方案僅需四個外部元件，無需選擇設計過程的磁性元件和補償部分。

盡管TPSM63603模塊是為了在空間受限應用中實現小尺寸和簡單性，但它還提供了許多實現強大性能的功能。這些特性包括：用于可調輸入電壓UVLO的遲滯精密使能；用于改善EMI的電阻器可編程開關節點轉換速度，集成V CC ，以及用于提高可靠性的自舉和輸入電容器。還包括更高密度；為增強負載瞬態性能在全負載電流范圍內的恒定開關頻率；以及用于測序、故障保護和輸出電壓監測的PGOOD指示器。

特性

• 多功能同步降壓直流/直流模塊
  • 集成MOSFET、電感器和控制器
  • 該器件具有3V至36V寬輸入電壓范圍
  • 可調輸出電壓：1V至16V
  • 4mm × 6mm × 1.8mm包覆成型封裝
  • 結溫范圍
    • TPSM63603 (–40°C至125°C)
    • TPSM63603E (–55°C至125°C)
  • 可通過RT引腳或外部同步信號在200kHz至2.2MHz范圍內調節頻率
  • 負輸出電壓應用功能
• 在全負荷范圍內的超高效率
  • 峰值效率：93%（12VIN 、5VOUT 、1MHz時）
  • 用于提升效率的外部偏置選項
  • 關斷靜態電流：0.6μA（典型值）
• 超低傳導和輻射EMI特性
  • 低噪聲封裝，具有雙輸入路徑和集成電容器，可減少開關振鈴
  • 擴頻調制（S后綴）
  • 電阻器調節的開關節點壓擺率
  • 恒定頻率FPWM工作模式
  • 符合CISPR 11和32 B類發射要求
• 適用于可擴展電源
  • 引腳兼容TPSM63602 (36V, 2A)
• 固有保護特性實現穩健設計
  • 一個精密使能輸入和開漏PGOOD指示燈，用于排序、控制和VIN UVLO
  • 過流和熱關斷保護

功能框圖

TPSM63603高密度電源模塊技術解析與應用指南

一、產品概述

TPSM63603是德州儀器(TI)推出的一款高集成度同步降壓DC/DC電源模塊，采用增強型HotRod? QFN封裝，尺寸僅為4mm×6mm×1.8mm。該模塊集成了功率MOSFET、屏蔽電感、控制器及無源元件，提供完整的降壓轉換解決方案。

?關鍵特性?：

• 寬輸入電壓范圍：3V至36V
• 可調輸出電壓：1V至16V
• 最大輸出電流：3A
• 開關頻率可調：200kHz至2.2MHz
• 峰值效率達93%（12V輸入轉5V輸出時）
• 超低靜態電流：關斷時僅0.6μA(典型值)

二、核心功能解析

1. 集成化設計優勢

TPSM63603的創新之處在于其高度集成的設計：

• ?全集成功率級?：包含上下管MOSFET、電感和補償網絡
• ?簡化布局?：只需4個外部元件即可工作
• ?優化引腳排列?：VIN和VOUT引腳位于封裝角落，便于電容布局

2. EMI優化特性

模塊針對電磁干擾(EMI)進行了多項優化：

• ?雙輸入路徑設計?：降低寄生電感，減少開關振鈴
• ?集成輸入電容?：提高可靠性并增加功率密度
• ?可選擴展頻譜調制?(S后綴型號)：降低峰值輻射
• ?可調開關節點壓擺率?：通過RBOOT/CBOOT引腳配置

3. 保護功能

內置多重保護機制確保系統可靠性：

• 精密使能輸入和開漏PGOOD指示
• 過流保護(OCP)與熱關斷(TSD)
• 輸入欠壓鎖定(UVLO)
• 短路保護的打嗝模式

三、典型應用設計

1. 電路配置要點

?輸出電壓設置?：
通過外部電阻分壓器RFBT和RFBB設置，公式為：
VOUT = VFB × (1 + RFBT/RFBB)
其中VFB典型值為1.0V，RFBB推薦值為10kΩ

?開關頻率設置?：
通過RT引腳電阻(RRT)或外部SYNC信號調節：

• 200kHz-2.2MHz可調范圍
• 使用RT引腳時，RRT=66.5kΩ對應200kHz，RRT=5.626kΩ對應2.2MHz

2. 外圍元件選擇

?輸入電容?：

• 最小要求：2×4.7μF陶瓷電容
• 推薦50V耐壓，X7R/X7S介質
• 布局時盡量靠近模塊VIN引腳

?輸出電容?：

• 最小有效電容要求取決于輸出電壓：
  • 1V輸出：400μF
  • 3.3V輸出：40μF
  • 5V輸出：25μF
• 建議使用多個陶瓷電容并聯

3. 能效優化技巧

?VLDOIN連接?：

• 當VOUT>3.1V時，將VLDOIN連接至VOUT可顯著提高效率
• 例如VIN=24V，VOUT=5V時，效率可提升約5%

?散熱設計?：

• 四個大型散熱焊盤位于模塊底部
• 建議使用多層PCB并增加過孔散熱
• 環境溫度105°C下全負載工作需保證良好氣流

四、應用實例

1. 工業用3A降壓轉換器

?設計參數?：

• 輸入：24V
• 輸出：5V/3A
• 開關頻率：1MHz(RRT=13kΩ)

?關鍵元件?：

• 輸入電容：2×4.7μF/50V陶瓷
• 輸出電容：2×47μF/10V陶瓷
• 反饋電阻：RFBT=40.2kΩ，RFBB=10kΩ

?性能指標?：

• 峰值效率：91%
• 負載調整率：±1%
• 工作溫度范圍：-40°C至125°C

2. 反相降壓-升壓配置

?設計參數?：

• 輸入：12-24V
• 輸出：-5V/2A
• 開關頻率：1MHz

?設計要點?：

• 最大輸出電流受占空比限制
• 需注意輸入電容耐壓應大于VIN+|VOUT|
• 可添加肖特基二極管抑制輸入瞬態導致的輸出尖峰

五、布局指南

1. ?功率回路最小化?：
   • 保持VIN電容盡可能靠近模塊引腳
   • 使用短而寬的PCB走線
2. ?接地策略?：
   • AGND與PGND單點連接
   • 避免敏感模擬地與功率地混合
3. ?熱管理?：
   • 最大化底部散熱焊盤銅面積
   • 使用多個過孔連接至內部地層
4. ?反饋路徑?：
   • 保持FB走線短且遠離噪聲源
   • RFBT/RFBB盡量靠近FB引腳

六、選型建議

TPSM63603系列包含多個衍生型號：

• ?TPSM63603?：基礎可調輸出型號
• ?TPSM63603S?：帶擴展頻譜調制
• ?TPSM63603V3?：固定3.3V輸出
• ?TPSM63603V5?：固定5V輸出

?適用領域?：

• 測試測量設備
• 航空航天與國防
• 工業自動化
• 通信基礎設施