Texas Instruments TPSM8S6C24同步降压电源模块是一款高度集成、易于使用的非隔离DC/DC降压电源模块，添加了制造商特定的PmBus® 命令。它还添加了EXTENDED_WRITE_PROTECT和PASSKEY，通过以比标准写保护命令更高的分辨率限制写入功能，提高了针对PmBus恶意访问的安全性。

数据手册：*附件：Texas Instruments TPSM8S6C24同步降压电源模块数据手册.pdf

Texas Instruments TPSM8S6C24是一款35A电源模块，可提供高达140A电流，具有四层可堆叠特性。该器件可通过外部5V电源对内部5V LDO进行过驱动，从而实现2.95V低输入电压范围，并提高转换器的效率。TPSM8S6C24电源模块使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，可在各种输出电容下最大限度减小尺寸和提高稳定性。

特性

• 集成扩展安全功能
• 4.25V至16V，PVIN通过内部LDO连接AVIN
• 2.95V至16V，PVIN和AVIN分轨或VDD5上外部偏置
• 集成MOSFET、电感器和基本无源元件
• 具有可选内部补偿的平均电流模式控制
• 输出电压范围：0.5V至3.6V（至引脚搭接）
• 0.25V至3.6V PmBus VOUT_COMMAND范围
• 广泛的PmBus命令集，具有VOUT 、IOUT 和芯片温度遥测功能
• 具有内部FB分压器的差分遥感，VOUT 误差 < 1%
• –40°C至+125°C TJ
• 通过PmBus实现AVS和裕度调节功能
• 多功能选择 (MSEL) 引脚，用于引脚搭接编程PMBus默认值
• 九个可选开关频率：275kHz至1.1MHz
• 频率同步输入/同步输出
• 支持预偏置输出
• 16mm × 11mm × 4.3mm、45引脚MOY封装

功能框图

TPSM8S6C24同步降压电源模块技术解析

一、产品概述

TPSM8S6C24是德州仪器(TI)推出的一款高度集成的非隔离DC/DC降压电源模块，采用同步降压架构，集成了MOSFET、电感器和基本无源元件，显著简化了电源设计。该模块具有2.95V至16V的宽输入电压范围，单模块可提供高达35A的输出电流，通过4×堆叠配置更可实现140A输出能力。

二、关键特性

1. ‌集成与安全特性‌
   • 集成PMBus®接口，支持1MHz时钟通信
   • 扩展安全功能(EXTENDED_WRITE_PROTECT和PASSKEY)
   • 差分远程检测，内部FB分压器精度<1%
2. ‌电气参数‌
   • 输入电压范围：2.95V-16V(PVIN与AVIN分离时)
   • 输出电压范围：0.5V至3.6V(引脚配置)/0.25V至3.6V(PMBus配置)
   • 开关频率：275kHz至1.1MHz可编程(9种选择)
   • 工作温度范围：-40°C至+125°C结温
3. ‌控制特性‌
   • 平均电流模式控制，可选内部补偿
   • 支持预偏置输出启动
   • 多相堆叠配置下的电流共享功能

三、应用领域

1. ‌数据中心设备‌
   • 交换机电源
   • 机架服务器电源管理
2. ‌通信设备‌
   • 有源天线系统
   • 远程无线电单元
   • 基带单元电源
3. ‌医疗与测试设备‌
   • 自动测试设备(ATE)
   • CT/PET/MRI成像系统
4. ‌处理器供电‌
   • ASIC/SoC/FPGA/DSP核心与I/O电压

四、功能架构解析

TPSM8S6C24采用创新的平均电流模式控制架构，具有以下核心功能模块：

1. ‌控制环路‌
   • 电压误差积分器：可编程跨导(25-200μS)
   • 电流误差积分器：独立可调参数
   • 输入电压前馈调制器
2. ‌保护机制‌
   • 过压保护(OVP)：可编程阈值105%-140%
   • 欠压保护(UVP)：可编程阈值60%-95%
   • 过流保护(OCP)：低侧35A(可调)
   • 过温保护(OTP)：双级保护(可编程+固定TSD)
3. ‌PMBus接口‌
   • 完整的状态监测(电压/电流/温度)
   • 故障记录与响应配置
   • 支持100kHz/400kHz/1MHz总线速度

五、设计考量

1. ‌热管理‌
   • 45引脚MOY封装(16mm×11mm×4.3mm)
   • 热阻θJA=59°C/W
   • 集成温度传感器，精度±3°C
2. ‌效率表现‌
   • 12V输入时峰值效率>90%
   • 支持外部5V偏置以提高低输入电压下的效率
3. ‌多相配置‌
   • 通过VSHARE引脚实现电流共享
   • 支持最多4相并联(140A总输出)
   • 自动相位交错控制

六、典型应用设计

1. ‌单相配置‌
   • 连接VOSNS至负载端输出电压
   • GOSNS连接至负载端接地
   • 通过VSEL/MSEL引脚或PMBus配置参数
2. ‌多相堆叠‌
   • 主控制器处理PMBus通信
   • 从设备通过BCX总线同步
   • 共享VSHARE信号实现均流
3. ‌布局建议‌
   • PVIN至PGND的低阻抗旁路至关重要
   • 建议使用X5R或更好品质的陶瓷电容
   • SW节点可能需要snubber网络抑制振铃