TPS546E25 4V 至 18V 输入、50A、可堆叠 PMBus 同步降压转换器数据手册

TPS546E25 器件是一款高度集成的降压转换器，采用 D-CAP4 控制拓扑，可实现快速瞬态响应。所有可编程参数均可通过 PMBus 接口进行配置，并作为新的默认值存储在 NVM 中，以最大限度地减少外部元件数量。引脚搭接选项允许配置为初级或次级、堆栈位置和堆栈编号、DCM（仅单相）或 FCCM、过流限制、故障响应、内部或外部反馈电阻器、输出电压选择或范围、开关频率和补偿。
*附件：tps546e25.pdf

支持 1MHz 时钟的 PMBus 接口为配置以及关键参数（包括输出电压、输出电流和内部芯片温度）的遥测提供了一个方便的标准化数字接口。根据系统要求，可以将对故障条件的响应设置为 restart、latch off 或 ignore。两个、三个和四个 TPS546E25 器件可以互连，在单个输出上提供高达 200A 的电流。

TPS546E25 可以选择通过 VDRV 和 VCC 引脚使用外部 5V 电源对内部 4.5V LDO 进行过驱，以提高效率、降低功耗，并支持以较低的输入电压启动。

TPS546E25 是一种无铅器件，无例外地符合 RoHS 标准。

特性

• 2.7V 至 18V 输入电压，带外部偏置
• 4V 至 18V 输入电压，无外部偏置
• 0.4V 至 5.5V 输出电压
• 支持 50A 单相或 2 ×、3 × 或 4 × 堆叠配置
• Rdson_HS = 2.6mΩ，Rdson_LS = 1mΩ
• 400kHz 至 2MHz 工作频率（通过引脚搭接进行四个离散设置，通过 PMBus 进行其他设置）
• PMBus 可编程
  • 修订版 1.5 符合 PASSKEY 安全功能
  • 输入电压、输出电压、输出电流、温度遥测
  • 可编程过流、过压、欠压、过热保护
  • 在堆叠配置中包括单命令写入功能
  • 扩展的写保护功能
  • 用于存储配置设置的非易失性存储器
• 对输出电压进行编程的两种方法
  • 内部电阻分压器（离散设置），启动电压通过引脚搭接选择
  • 外部电阻分压器（连续设置），启动电压由 VBOOT 选择
• 精密电压基准和差分远程感应，可实现高输出精度
  • ± 0°C 至 85°C 结域范围内的 0.5% DAC 精度
  • ± 0.85% VOUT 容差（结点范围为 –40°C 至 125°C）
• 仅单相可选 FCCM/DCM
• 无需通过引脚搭接进行 PMBus 通信即可启动
• 安全启动至预偏置输出
• 0.5ms 至 16ms 可编程软启动时间
• D-CAP4 控制拓扑，具有快速瞬态响应，支持所有陶瓷输出电容器
• 可编程内部环路补偿
• 可选逐周期谷值电流限制
• 漏极开路电源良好输出

参数

方框图

1. 概述

• ‌文件名‌：tps546e25.pdf
• ‌设备‌：TPS546E25 - 4V至18V输入，50A输出，4路可堆叠同步降压转换器
• ‌特性‌：支持PMBus和遥测，高度集成，D-CAP4控制拓扑，快速瞬态响应
• ‌发布日期‌：2024年7月（修订版：2025年4月）
• ‌发布者‌：Texas Instruments

2. 主要特性

• ‌输入电压范围‌：
  • 2.7V至18V（带外部偏置）
  • 4V至18V（不带外部偏置）
• ‌输出电压范围‌：0.4V至5.5V
• ‌输出电流‌：单路最大50A，支持2路、3路、4路堆叠至200A
• ‌工作频率‌：400kHz至2MHz（可通过引脚配置或PMBus调整）
• ‌效率‌：高集成度，支持高效率操作
• ‌可编程性‌：通过PMBus接口配置所有可编程参数，并存储于非易失性存储器（NVM）
• ‌保护功能‌：过流保护、过压保护、欠压保护、过温保护
• ‌其他特性‌：
  • 可选的FCCM/DCM操作模式
  • 精确电压基准和差分遥感，提高输出精度
  • 支持外部或内部反馈电阻器
  • ±0.5% DAC精度（0°C至85°C），±0.85% VOUT容差（-40°C至125°C）

3. 应用领域

• ‌服务器和云计算POL‌
• ‌硬件加速器‌
• ‌ 网络接口卡（NIC） ‌
• ‌需要高电流、高效率电源转换的其他应用‌

4. 功能描述

• ‌D-CAP4控制‌：实现快速负载瞬态响应，支持全陶瓷输出电容器
• ‌PMBus接口‌：
  • 1MHz时钟支持
  • 可编程输入电压、输出电压、输出电流、温度遥测
  • 可编程过流、过压、欠压、过温保护
  • 包括单命令写入功能，用于堆叠配置
• ‌软启动‌：可编程软启动时间（0.5ms至16ms）
• ‌循环逐周期谷值电流限制‌
• ‌开漏电源良好输出‌

5. 封装与尺寸

• ‌封装‌：WQFN-FCRLF，37引脚
• ‌尺寸‌：6mm × 5mm

6. 典型应用与设计指南

• ‌设计步骤‌：包括选择输入电容、输出电感、输出电容等
• ‌布局指南‌：提供PCB布局建议，以最小化噪声和提高热性能
• ‌并联操作指南‌：详细说明如何连接多个TPS546E25设备以实现并联操作

7. 订购信息与包装

• ‌订购信息‌：提供了不同封装和特性的可订购部件号
• ‌包装信息‌：包括带卷盘和盒装的尺寸与规格