TPSM8S6C24SEVM-1PH评估模块技术解析与设计指南

Texas Instruments TPSM8S6C24SEVM评估模块旨在评估TPSM8S6C24器件，并熟悉该器件直至达到对 PmBus^®^ 命令和扩展写保护的深入了解。 TPSM8S6C24是可配置的单输出降压转换器模块。该评估模块可在5V至16V输入电压范围内工作。TPSM8S6C24SEVM评估板使用标称12V总线在高达 35A的负载电流下产生1.2V稳压输出电压。该评估模块可通过PmBus接口进行编程和监控。TPSM8S6C24SEVM板用于数据中心、机架服务器、有源天线系统、远程无线电、基带单元、自动测试设备、MRI、ASIC、SoC和FPGA。

数据手册：*附件：Texas Instruments TPSM8S6C24SEVM 驱动评估模块数据手册.pdf

特性

• 使用EVM上提供的测试点评估TPSM8S6C24电源模块
• 使用Fusion GUI评估TPSM8S6C24设备配置和监控
• 1.2V稳压输出电压
• 高达35A直流输出负载电流
• 用于探测关键波形的便捷测试点
• PMBus连接器可轻松连接USB适配器

原理图

TPSM8S6C24SEVM-1PH评估模块技术解析与设计指南

一、核心特性与功能架构

1. ‌模块定位‌

   • 专为评估TPSM8S6C24单输出降压电源模块设计，支持PMBus®通信及扩展写保护功能
   • 输入电压范围：5-16V（典型12V），输出1.2V@35A（最大效率84.7%）
   • 支持4模块并联堆叠，集成同步整流与650kHz开关频率

2. ‌关键性能指标‌

   参数	典型值	测试条件
   输出纹波	<10mV	35A满载
   负载调整率	±0.1%	0-35A阶跃
   瞬态响应	28mV跌落	17.5A→35A@1A/µs
   工作温度	96°C	200LFM风冷/35A持续10分钟

3. ‌安全特性‌

   • 多重保护机制：输入欠压锁定(UVLO)、过温关断(OTP)、过流保护(52A阈值)
   • 符合汽车级EMC标准：通过CISPR 25 Class 5辐射测试

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二、硬件设计要点

2.1 外围电路配置

1. ‌输入/输出滤波设计‌
   • 输入电容：4×100μF铝电解+3×22μF陶瓷电容组合（PVIN引脚）
   • 输出电容：2×330μF钽聚合物+6×100μF陶瓷电容（VOUT引脚）
   • 电感选型：集成式功率模块，无需外接电感
2. ‌关键测试点定义‌
   • ‌效率测量点‌：TP23(PVIN_EFF)与TP20(PGND_EFF)排除PCB铜损影响
   • ‌环路分析点‌：TP16(CHA)/TP17(CHB)接入网络分析仪进行波特图测试
3. ‌跳线配置模式‌| 跳线 | 功能 | 默认状态 |
   | ------ | ------------------ | ----------------- |
   | JP3 | AVIN输入源选择 | 短接2-3脚(PVIN) |
   | JP4 | 使能信号模式选择 | 短接3-4脚(UVLO) |

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三、软件控制与PMBus配置

1. ‌Fusion GUI核心功能‌
   • 实时监控：输入/输出电压/电流、芯片温度、故障状态
   • 参数配置：
     • VOUT微调范围：±10% via VSEL引脚
     • 软启动时间：3ms（默认值，可通过TON_RISE调整）
     • 开关频率：650kHz（MSEL1编程）
2. ‌典型配置流程‌
   1. 通过USB-to-GPIO适配器连接EVM与PC
   2. 加载Fusion Digital Power Designer软件
   3. 写入配置参数后执行"Store Config to NVM"固化设置
3. ‌多模块同步控制‌
   • PHASE=0xFF广播指令实现相位均流
   • BCX_CLK/BCX_DAT引脚支持背板通信

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四、实测数据与优化建议

1. ‌效率曲线对比‌

   输入电压	10%负载效率	50%负载效率	满载效率
   5V	78%	85%	82%
   12V	89%	91%	84.7%

2. ‌布局优化关键‌

   • 高压路径：SW节点走线宽度≥3mm，避免直角转弯
   • 热设计：推荐在PowerPAD添加4×φ0.3mm散热过孔

3. ‌典型应用场景‌

   • 数据中心交换机：12V输入→1.2V@30A为ASIC供电
   • 医疗成像设备：需配合强制风冷维持温度<90°C