TPS544C20 具有 PMBus 可编程性和监控功能的 4.5V 至 18V、30A 同步 SWIFT™ 降压转换器数据手册

TPS544B20 和 TPS544C20 器件是兼容 PMBus 的非隔离式直流/直流集成 FET 转换器，能够高频运行，并通过 5 mm × 7 mm 封装提供 20A 或 30A 电流输出，从而以最小的 PCB 面积实现高功率密度和快速瞬态性能。PMBus 接口提供转换器配置以及关键参数的监控，包括输出电压、电流和可选的外部温度。由集成的 NexFET 功率级和优化驱动器提供的高频、低损耗开关可实现非常高密度的电源解决方案，并减小了电感器和滤波电容器的尺寸。根据系统要求，可以将对故障条件的响应设置为重新启动或闭锁。
*附件：tps544c20.pdf

特性

• 支持 PMBus 的转换器：20 A、30 A
• 4.5V 至 18V 输入，0.6V 至 5.5V 输出
• 5mm × 7mm LQFN 封装，间距为 0.5mm
• 单导热垫
• 集成 4.5mΩ 和 2.0mΩ 堆叠式 NexFET™ 功率级
• 600mV、0.5% 基准
• 无损、低侧 MOSFET 电流感应
• 可选 D-CAP™ 和 D-CAP2™ 模式控制
• 差分遥感
• 单调启动至预偏置输出
• 输出电压裕量和微调
• 输出电压和输出电流报告
• 使用 2N3904 进行外部温度监控
• 可通过 PMBus 编程
  • 过流保护
  • UVLO，软启动
  • PGOOD、OV、UV、OT 级别
  • 故障响应
  • 开启和关闭延迟
• 热关断
• 引脚兼容的 20A、30A 转换器

参数

方框图

1. 产品概述

TPS544C20是一款高性能的同步降压DC-DC转换器，支持PMBus™通信协议，能够提供高达30A的输出电流。该转换器采用5mm x 7mm的LQFN封装，适用于需要高功率密度和快速瞬态响应的应用场景。

2. 主要特性

• ‌PMBus兼容性‌：支持PMBus 1.1协议，允许远程配置和监控。
• ‌高输出电流‌：最大输出电流可达30A。
• ‌宽输入电压范围‌：支持4.5V至18V的输入电压。
• ‌高效能‌：集成NexFET™功率级和优化驱动器，提高能效。
• ‌快速瞬态响应‌：高频操作减少电感和滤波电容尺寸，提升瞬态性能。
• ‌全面保护‌：包括过流保护、欠压锁定（UVLO）、软启动、电源良好（PGOOD）、过压（OV）、欠压（UV）和过温（OT）保护。
• ‌可编程性‌：通过PMBus接口实现输出电压、过流阈值等参数的可编程。

3. 应用领域

• 测试和测量仪器
• 以太网交换机、光交换机、路由器、基站
• 服务器系统
• 企业级存储SSD
• 高密度电源解决方案

4. 功能描述

• ‌D-CAP™和D-CAP2™模式控制‌：提供自然输入电压前馈，确保快速且稳定的瞬态响应。
• ‌单调启动特性‌：支持预偏置输出的单调性启动，防止启动时的电流冲击。
• ‌输出电压微调‌：通过PMBus接口实现输出电压的精确调整。
• ‌灵活的故障响应‌：支持重启或锁定关闭故障响应模式，可根据系统需求配置。
• ‌热关断保护‌：内置温度传感器，监控结温防止过热损坏。

5. 电气特性

• ‌输入电压范围‌：4.5V至18V。
• ‌输出电压范围‌：0.6V至5.5V。
• ‌开关频率‌：可调，范围从250kHz至1MHz。
• ‌高效率‌：在宽负载范围内保持高效率。
• ‌软启动时间‌：可编程，范围从0.6ms至9ms。

6. 典型应用电路

文件提供了TPS544C20的典型应用电路图，包括输入电容、输出电容、电感、Bootstrap电容等关键组件的连接方式，以及PMBus接口的配置。

7. 布局与热设计指南

• ‌最小化环路面积‌：快速开关信号路径的环路面积应最小化，以减少噪声。
• ‌旁路电容放置‌：输入和旁路电容应尽可能靠近相应的引脚，以降低阻抗。
• ‌敏感信号布线‌：反馈电压（FB）和温度感应（TSNS）等敏感信号应远离高dV/dt节点。
• ‌热设计‌：确保足够的散热措施，以处理高功率密度产生的热量。

8. PMBus接口与通信

• ‌地址配置‌：通过ADDR0和ADDR1引脚设置PMBus地址。
• ‌命令集‌：支持PMBus 1.1协议中的一系列命令，用于配置和监控转换器。
• ‌自动ARA响应‌：采用改进的SMBALERT响应协议，防止总线占用问题。

9. 封装与订购信息

TPS544C20采用5mm x 7mm的LQFN-40封装，文件提供了详细的封装尺寸、引脚配置和订购信息。