TPS546A24A 具有引脚搭接和 PMBus 的 2.95V 至 18V、可堆叠 10A 同步 SWIFT™ 降压转换器数据手册

TPS546A24A 是一款高度集成的非隔离式直流/直流转换器，能够实现高频作，并采用 7mm × 5mm 封装，提供 10A 电流输出。两个、三个和四个 TPS546A24A 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，以提高转换器的效率并降低功耗。

TPS546A24A 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。
*附件：tps546a24a.pdf

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所有为单个输出轨供电的 TPS546A24A 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，以支持无程序上电。

特性

• 分离轨支持：2.95V 至 18V PVIN;2.95V 至 18V AVIN （4V在VDD5 用于切换）
• 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
• 可通过引脚搭接选择 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 遥测功能外我外和内部芯片温度
• 差分遥感，带内部 FB 分压器，< 1% V外误差 –40°C 至 +150°C TJ
• 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 个引脚搭接选项）
• 频率同步输入/同步输出
• 支持预偏置输出
• 支持强耦合电感器
• 7 mm × 5 mm × 1.5 mm、40 引脚 QFN，间距 = 0.5 mm

参数

1. 概述

TPS546A24A是一款高度集成的非隔离DC/DC转换器，支持高达10A的输出电流，工作输入电压范围为2.95V至18V。该转换器采用固定频率电流模式控制，具有可选内部补偿功能，支持通过PMBus接口进行配置和监控。此外，TPS546A24A支持最多四台设备堆叠，以提供高达40A的单路输出电流。

2. 主要特性

• ‌高集成度‌：内置5.5mΩ和1.8mΩ MOSFETs，支持高达10A的输出电流。
• ‌宽输入电压范围‌：2.95V至18V。
• ‌固定频率电流模式控制‌：具有可选内部补偿，简化设计。
• ‌PMBus接口‌：支持设备配置、监控和故障响应设置。
• ‌堆叠能力‌：支持最多四台设备堆叠，共享单路输出，简化系统软件和固件设计。
• ‌远程差分感应‌：提供小于1%的输出电压误差。
• ‌高效率和热性能‌：结合高效MOSFETs和热设计，确保在高功率密度应用中的可靠性。
• ‌多种保护功能‌：包括过流保护、过压保护、欠压保护和热关断。

3. 应用

• 数据中心交换机、机架服务器
• 自动化测试设备、CT、PET和MRI
• ASIC、SoC、FPGA、DSP核心和I/O电压

4. 功能描述

• ‌电流模式控制‌：通过内部电流感应和电压反馈环路实现稳定的输出电压控制。
• ‌PMBus配置‌：支持输出电压、电流限制、软启动时间等关键参数的配置。
• ‌远程差分感应‌：通过内部FB分压器和远程感应引脚，实现高精度的输出电压控制。
• ‌堆叠和均流‌：多台设备可通过PMBus接口实现堆叠和均流，简化系统设计。
• ‌故障响应‌：支持对过流、过压、欠压和热故障进行配置，包括重启、关断或忽略响应。

5. 电气特性

• ‌输出电压范围‌：0.5V至5.5V（可编程）。
• ‌输出电流‌：单台设备高达10A，堆叠时可达40A。
• ‌开关频率‌：12种可选频率，范围从225kHz至1.5MHz。
• ‌效率‌：高达95%（典型值）。
• ‌热关断温度‌：约170°C。

6. 封装与尺寸

• ‌封装类型‌：40-pin QFN，7mm x 5mm x 1.5mm，0.5mm引脚间距。

7. 典型应用电路

文档提供了详细的典型应用电路图，包括输入输出电容、电感、反馈电阻等的选择指南，以及布局和热设计的建议。

8. 布局与热设计建议

• ‌输入和输出电容‌：应靠近设备放置，以最小化ESR和ESL。
• ‌电感‌：选择合适的电感值，以平衡负载瞬态响应和效率。
• ‌热设计‌：确保足够的散热路径，以维持结温在允许范围内。

9. 文档与支持

• 详细的数据手册：包含规格说明、电气特性、应用指南、布局建议等。
• WEBENCH® Power Designer：提供定制设计和仿真工具。
• TI E2E™支持论坛：提供技术支持和社区交流。