Texas Instruments TPSM560R6電源模塊是一款高集成度600mA電源解決方案，將60V輸入、降壓DC/DC轉換器和功率MOSFET、屏蔽電感器和被動元件結合在一個熱增強型QFN封裝中。

數據手冊：*附件：Texas Instruments TPSM560R6電源模塊數據手冊.pdf

特性

• 支持功能安全
  • 可提供文檔協助功能安全系統設計
• 5.0mm × 5.5mm × 4.0mm增強型HotRod? QFN
  • 出色的散熱性能：在85°C無氣流條件下輸出功率高達18W
  • 標準占位面積：單個大導熱墊，可從周邊訪問所有引腳
• 專為可靠和堅固的應用而設計
  • 寬輸入電壓范圍：4.2V至60V
  • 輸入電壓瞬變保護：高達66V
  • 工作結溫范圍：–40°C至+125°C
  • EXT后綴結溫范圍：–55°C至+125°C
• 固定切換頻率：400kHz
• 工作模式：FPWM
• 優化用于超低EMI要求
  • 集成屏蔽電感器和高頻旁路電容器
  • 滿足EN55011 EMI標準
  • 擴頻選項可減少排放
• 非開關靜態電流：26μA
• 單調啟動進入預偏置輸出
• 無環路補償或自舉組件
• 遲滯精度使能和輸入UVLO
• 遲滯熱關斷保護

典型原理圖

TPSM560R6：高集成度60V輸入電源模塊，為工業應用提供緊湊高效的電源解決方案

引言

在工業自動化、傳感器網絡、電機驅動和遠程監控等應用中，電源設計往往面臨高輸入電壓、有限空間和嚴苛電磁兼容性要求的挑戰。Texas Instruments推出的TPSM560R6電源模塊，以其高集成度、寬輸入電壓范圍和優異的散熱性能，為工程師提供了一種即插即用的電源解決方案。本文將深入解析TPSM560R6的關鍵特性、工作原理及其在實際應用中的設計考量。

一、TPSM560R6核心特性概覽

TPSM560R6是一款高度集成的降壓型DC/DC電源模塊，具有以下突出特點：

• 寬輸入電壓范圍 ：4.2V至60V，支持高達66V的瞬態電壓保護
• 可調輸出電壓 ：1.0V至6V，最大輸出電流600mA
• 高集成度 ：內置功率MOSFET、屏蔽電感和高頻旁路電容
• 優異的熱性能 ：采用Enhanced HotRod? QFN封裝（5.0mm × 5.5mm × 4.0mm），在85°C環境下無需風扇即可提供高達18W輸出功率
• 低EMI設計 ：符合EN55011標準，支持擴頻功能以進一步降低輻射
• 功能安全支持 ：提供相關文檔助力功能安全系統設計

二、關鍵技術與內部結構

2.1 集成化設計

TPSM560R6將控制器、電感、MOSFET和必要的無源元件集成在一個封裝內，極大簡化了外圍電路設計。用戶僅需添加少量外部元件（如輸入輸出電容和反饋電阻）即可構建完整的電源系統。

2.2 熱管理與封裝

模塊采用15引腳QFN封裝，底部設有大面積散熱焊盤，通過優化PCB布局可有效降低熱阻（自然對流下θJA為20.4°C/W）。圖10-5提供了不同銅面積和氣流條件下的熱阻曲線，幫助工程師進行熱設計。

2.3 控制與保護功能

• 軟啟動與預偏置啟動 ：避免啟動時的電流沖擊和輸出電壓過沖
• 精確使能（EN）與欠壓鎖定（UVLO） ：支持外部電阻調整啟動閾值
• 功率良好（PGOOD）指示 ：開漏輸出，用于系統時序控制與故障監測
• 過流與過熱保護 ：具備打嗝模式短路保護和自動恢復的熱關斷功能

三、布局與EMI優化建議

1 PCB布局關鍵點（參見第10節）

• 將輸入輸出電容盡量靠近模塊引腳
• 功率地（PGND）與模擬地（AGND）單點連接
• 反饋電阻盡量靠近FB引腳，走線短且遠離噪聲源
• 散熱焊盤通過多過孔連接至內部地平面

2 EMI性能

TPSM560R6默認滿足EN55011標準。若系統對EMI有更高要求，可啟用擴頻功能進一步降低輻射（見圖10-6至圖10-9）。

四、應用場景推薦

TPSM560R6適用于多種工業與嵌入式場景，包括：

• 現場變送器與傳感器
• PLC模塊與HVAC系統
• 伺服驅動器與旋轉編碼器
• 視頻監控與資產跟蹤設備
• 負壓輸出應用 （需配合外部電路）