TPSM64406 高密度、36V、0.8V 至 16V 输出、双 3A 输出功率模块数据手册

TPSM6440xx 是一款高度集成的 36V 输入直流/直流设计，将功率 MOSFET、屏蔽式电感器和无源器件组合在一个增强型 HotRod™ QFN 封装中。该器件支持双输出或大电流单输出，采用交错式、可堆叠电流模式控制架构，可实现轻松的环路补偿、快速瞬态响应、出色的负载和线路调节，并通过支持多达 6 相的输出时钟实现精确的电流共享，电流高达 18A。该模块在封装的角落有 VIN 和 VOUT 引脚，用于优化输入和输出电容器的布局。模块下方的大型导热垫可实现简单的布局和制造中的轻松处理。
*附件：tpsm64406.pdf

TPSM6440xx 具有 1V 至 16V 的输出电压，旨在快速、轻松地在较小的 PCB 基底面中实现低 EMI 设计。整个设计只需要 6 个外部元件，并且无需在设计过程中选择磁性元件。

虽然 TPSM6440xx 模块专为空间受限应用中的小尺寸和简单性而设计，但它提供了许多功能以实现稳健的性能：用于可调输入电压 UVLO 的带滞后的精密使能，以及用于改善 EMI 的扩频。以及集成的 VCC、自举和输入电容器，以提高可靠性和密度。该模块可配置为在整个负载电流范围 （FPWM） 内保持恒定开关频率，或配置为可变频率 （PFM） 以实现更高的轻负载效率。包括一个用于排序、故障保护和输出电压监控的 PGOOD 指示器。

特性

• 多功能双输出电压或多相单输出同步降压模块
  • 集成 MOSFET、电感器和控制器
  • 3V 至 36V 的宽输入电压范围
  • 0.8V 至 16V 的可调输出电压
  • 6.5mm × 7.0mm × 2mm 包覆成型封装
  • -40°C 至 125°C 结温范围
  • 负输出电压能力
• 在整个负载范围内具有超高效率
  • 峰值效率为 93.5%+
  • 用于提高效率的外部偏置选项
  • 裸露焊盘可实现低热阻。EVM θJA = 20 °C/W。
  • 关断静态电流为 0.6μA（典型值）
• 超低传导和辐射 EMI 特征
  • 具有双输入路径和集成电容器的低噪声封装可减少开关振铃
  • 符合 CISPR 11 和 32 B 类辐射标准
• 专为可扩展电源而设计
• 固有的保护功能，实现稳健的设计
  • 用于排序、控制和 VIN UVLO 的精密使能输入和漏极开路 PGOOD 指示器
  • 过流和热关断保护

参数

方框图

一、产品概述

1. 基本特性

• ‌输入电压范围‌：3V 至 36V
• ‌输出电压‌：0.8V 至 16V 可调，固定3.3V和5V选项
• ‌输出电流‌：每相高达3A，堆叠可达6A
• ‌封装类型‌：QFN-FCMOD，28引脚，6.5mm × 7.0mm × 2mm
• ‌工作温度范围‌：标准版本-40°C 至 125°C，扩展版本-55°C 至 125°C

2. 集成组件

• ‌MOSFETs‌：集成高侧和低侧MOSFETs
• ‌电感器‌：集成
• ‌控制器‌：集成PWM控制器
• ‌保护功能‌：过流保护、热关断、欠压锁定等

3. 主要应用

• ‌测试与测量‌
• ‌航空航天与国防‌
• ‌工厂自动化与控制‌
• ‌Buck和反向Buck-Boost电源供应‌

二、电气特性

1. 控制特性

• ‌开关频率‌：可编程，范围300kHz至2.2MHz
• ‌软启动‌：内部固定软启动时间，外部可调软启动选项
• ‌工作模式‌：FPWM（固定脉冲宽度调制）和PFM（脉冲频率调制）

2. 电气参数

• ‌静态电流‌：非切换状态下低至0.6μA（典型值）
• ‌输入电压UVLO‌：可编程UVLO，具有迟滞
• ‌输出电压精度‌：±1%

三、保护功能

• ‌过流保护‌：周期性电流限制和hiccup模式
• ‌热关断‌：超过168°C时自动关断，具有滞后恢复
• ‌欠压保护‌：输入电压过低时关闭输出
• ‌输出过压保护‌
• ‌输出欠压保护‌

四、功能描述

1. 可调输出电压

• ‌反馈电压‌：内部参考电压0.8V，通过外部反馈电阻设置输出电压

2. 可调开关频率

• ‌RT引脚‌：通过连接RT引脚和地之间的电阻设置开关频率

3. 同步与扩频

• ‌SYNC引脚‌：用于时钟同步和模式选择（FPWM或PFM）
• ‌扩频‌：减少EMI峰值发射

4. PGOOD指示器

• ‌开漏输出‌：用于电源轨排序和故障报告

5. 远程感应与补偿

• ‌VOSNS引脚‌：支持远程输出电压感应
• ‌COMP引脚‌：用于单输出模式下的环路补偿

五、应用与实施

1. 典型应用

• ‌双输出应用‌：例如5V和3.3V输出，每个输出3A
• ‌单输出多相应用‌：例如6A输出，使用两相堆叠

2. 组件选择

• ‌输入电容器‌：推荐使用高质量、低ESR陶瓷电容器，至少10μF x 2
• ‌输出电容器‌：根据输出电压和纹波要求选择合适的电容器

3. 布局指南

• ‌PCB布局‌：输入和输出电容器靠近VIN和VOUT引脚，使用宽铜迹线和多个过孔连接地平面
• ‌热设计‌：使用足够的铜面积和热过孔进行散热

六、文档与支持

• ‌设计资源‌：包括WEBENCH® Power Designer工具，用于生成自定义设计
• ‌应用笔记‌：提供详细的应用设计和布局指南
• ‌支持论坛‌：TI E2E™支持论坛提供快速设计帮助

七、封装与订购信息

• ‌封装类型‌：QFN-FCMOD，28引脚
• ‌封装尺寸‌：6.5mm × 7.0mm × 2mm
• ‌环保标准‌：符合RoHS和Green标准
• ‌订购信息‌：包括器件标记、包装类型和数量等详细信息