TPS546A24S 具有扩展安全性的 2.95V 至 16V 可堆叠 10A 同步 SWIFT™ 降压 PMBus 转换器数据手册

TPS546A24S 是一款高度集成的非隔离式 DC/DC 转换器，通过添加制造商特定的 PMBus 命令和扩展写保护和密钥来扩展TPS546A24A。此功能通过限制写入功能，以比标准 Write Protect 命令更高的分辨率来提高安全性，防止对 PMBus 的恶意访问。TPS546A24S 能够从 7mm × 5mm 封装实现高频运行和 10A 电流输出。两个、三个和四个 TPS546A24S 器件可以互连，在单个输出上提供高达 40 A 的电流。该器件可以选择通过 VDD5 引脚使用外部 5V 电源对内部 5V LDO 进行过驱动，以提高效率并降低转换器的功耗。
*附件：tps546a24s.pdf

TPS546A24S 采用专有的固定频率电流模式控制，具有输入前馈和可选的内部补偿元件，可在较宽的输出电容范围内实现最小尺寸和稳定性。

支持 1MHz 时钟的 PMBus 接口为转换器配置以及监控关键参数（包括输出电压、输出电流和内部芯片温度）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。堆叠器件之间的反向通道通信使为单个输出轨供电的所有 TPS546A24S 转换器能够共享单个地址，从而简化系统软件/固件设计。包括输出电压、开关频率、软启动时间和过流故障限制在内的关键参数也可以通过 BOM 选择进行配置，无需 PMBus 通信，以支持程序自由上电。

特性

• 集成的扩展安全功能
• 分离轨支持：2.95V 至 18V PVIN;2.95V 至 18V AVIN（4V IN VDD5 用于开关）
• 集成 5.5mΩ/1.8mΩ MOSFET
• 具有可选内部补偿的平均电流模式控制
• 2 ×、3 ×、4 ×可堆叠，均流高达 40 A，每个输出支持一个地址
• 通过引脚搭接可选择 0.5V 至 5.5V 输出，或使用 PMBus VOUT_COMMAND 选择 0.25V 至 5.5V 输出
• 广泛的 PMBus 命令集，具有 V OUT、I OUT 和内部芯片温度遥测功能
• 差分遥感，带内部 FB 分压器，< 1% V OUT 误差，–40°C 至 +150°C T J
• 通过 PMBus 实现 AVS 和裕量调节功能
• MSEL 引脚引脚编程 PMBus 默认值
• 12 种可选开关频率，从 225 kHz 到 1.5 MHz（8 引脚搭接选项）
• 频率同步输入、同步输出
• 支持预偏置输出
• 7mm × 5mm × 1.5mm、40 引脚 QFN
• 与 TPS546A24A 直接兼容

参数

方框图

1. 产品概述

TPS546A24S是一款高度集成的同步降压DC/DC转换器，支持高达40A的输出电流（通过堆叠多个设备实现）。它采用PMBus接口，提供了丰富的监控和配置功能，特别适用于数据中心交换机、有源天线系统等高要求应用。

2. 主要特性

• ‌高集成度‌：集成扩展安全特性、PMBus接口和扩展写入保护。
• ‌宽输入电压范围‌：2.95V至18V。
• ‌高输出电流能力‌：单设备最大10A，可堆叠至40A。
• ‌高效率‌：采用同步整流技术，提供高达93.42%的效率。
• ‌多种保护功能‌：过压保护、过流保护、热关断保护等。
• ‌灵活的配置选项‌：通过PMBus接口进行配置和监控。
• ‌小封装‌：7mm × 5mm × 1.5mm的QFN封装。

3. 功能描述

• ‌PMBus接口‌：支持PMBus 1.3协议，提供全面的监控和配置功能。
• ‌扩展写入保护‌：提供制造商特定的PMBus命令，增强安全性。
• ‌堆叠能力‌：支持多达4个设备的堆叠，实现高达40A的输出电流。
• ‌软启动和软停止功能‌：限制启动和停止时的浪涌电流，保护系统稳定。
• ‌输出放电功能‌：支持输出电容的快速放电，确保安全关机。
• ‌热管理‌：内置热关断保护，防止过热损坏。

4. 应用领域

• ‌数据中心交换机和机架服务器‌
• ‌有源天线系统、远程无线电和基带单元‌
• ‌自动化测试设备‌
• ‌ASIC、SoC、FPGA、DSP核心和I/O电压‌

5. 典型应用电路

文档提供了TPS546A24S的典型应用电路图，包括输入滤波电容、输出滤波电容、电感、反馈电阻以及PMBus接口连接等关键元件的配置。

6. 设计指导

• ‌选择关键元件‌：根据应用需求选择合适的电感、电容和电阻。
• ‌布局和接地‌：遵循布局指南，确保关键元件靠近IC，并保持良好的接地连接。
• ‌热设计‌：考虑设备的热耗散，确保适当的散热措施。
• ‌PMBus配置‌：利用PMBus接口进行详细的监控和配置，以满足应用需求。

7. 设备支持

• ‌文档更新通知‌：用户可注册接收文档更新通知。
• ‌设计工具‌：提供WEBENCH Power Designer等设计工具，简化设计过程。
• ‌社区支持‌：TI E2E支持论坛提供设计帮助和解答。