Texas Instruments TPSM8310x降压-升压模块是恒定频率峰值电流模式控制降压-升压MicroSiP™ 电源模块，针对较小的解决方案尺寸和高效率进行了优化。该电源模块集成了电感器，可简化设计、减少外部元件并节省PCB面积。这些器件的峰值电流限制为3A（典型值），输入电压范围为1.6V至5.5V。TPSM8310x为系统前置稳压器和稳压器提供电源解决方案。

数据手册：*附件：TPSM83102，TPSM83103数据表.pdf

根据输入电压，当输入电压与输出电压大致相等时，Texas Instruments TPSM8310x会自动以升压、降压或3周期降压-升压模式运行。模式之间的转换以定义的占空比进行，避免了不必要的模式切换，从而降低了输出电压纹波。8µA静态电流和省电模式可在轻载至空载条件下实现最高效率。

特性

• 输入电压范围：1.6 V至5.5 V
  • 设备输入电压 > 1.65V（启动）
• 输出电压范围：1.2 V至5.5 V
  • PFM模式下支持1.0V Vout
• 高输出电流能力：3 A峰值开关电流
  • 1.5A I out （VIN ≥ 3V、VOUT = 3.3V时）
  • 1.2A I out （VIN ≥ 2.7V、VOUT = 3.3V时）
• 有源输出放电（仅限TPSM83101）
• 在整个负载范围内具有高效率
  • 8µA典型静态电流
  • 自动省电模式和强制PWM模式
• 峰值电流降压-升压模式架构
  • 无缝模式转换
  • 正向和反向电流操作
  • 启动至预偏置输出
  • 固定频率运行，2MHz开关频率
• 安全和稳健的操作特性
  • 过流和短路保护
  • 集成软启动，采用有源斜坡
  • 过热和过压保护
  • 带负载断开功能的真正关断功能
  • 正向和后向电流限制
• 小尺寸解决方案
  • 具有集成电感器的MicroSiP™电源模块
  • 2.0mm × 2.6mm × 1.2mm（最大值）8引脚µSiP封装

功能框图

TPSM83102/TPSM83103 1.2A输出电流Buck-Boost模块技术解析

产品概述

TPSM83102和TPSM83103是德州仪器(TI)推出的1.2A输出电流Buck-Boost电源模块，采用创新的μSiP封装技术（2.6mm×2.0mm×1.2mm）。该系列器件具有以下核心特性：

• ‌宽输入电压范围‌：1.6V至5.5V（启动时需>1.65V）
• ‌可调输出电压‌：1V至5.5V（通过I2C精确调节）
• ‌高效率架构‌：
  • 8μA超低静态电流
  • 支持自动节能模式和强制PWM模式
  • 轻载效率>90%（3.3V输出时）
• ‌峰值电流模式控制‌：
  • 3A峰值开关电流
  • 无缝模式切换（Buck/Boost/Buck-Boost）
  • 固定2MHz开关频率

关键电气特性

绝对最大额定值

参数	最小值	最大值	单位
输入电压	-0.3	6.0	V
瞬态输入电压(<10ns)	-0.3	7	V
工作结温	-40	150	°C

典型性能参数

• ‌转换效率‌：
  • VIN=3.3V, VOUT=3.3V时可达95%
  • 负载电流0.1mA至1.5A范围内效率>80%
• ‌保护功能‌：
  • 过流保护：3.35A(典型值)
  • 短路保护：可通过寄存器配置
  • 热关断阈值：150°C(带迟滞)

应用设计指南

1. 关键元件选型

‌输入电容‌：

• 推荐值：22μF(X5R/X7R陶瓷电容)
• 示例型号：GRM187R61A226ME15(0603封装)

‌输出电容‌：

• 推荐值：47μF(X5R/X7R陶瓷电容)
• 示例型号：GRM219R60J476ME44(0805封装)

2. I2C编程接口

器件支持标准/快速/快速+模式(最高1Mbps)，7位地址默认为0x6A。关键寄存器包括：

‌ VOUT寄存器(地址0x03) ‌：

• 输出电压=1.000+(VOUT[7:0]×0.025)V (0x00≤VOUT[7:0]≤0xB4)
• 例如：设置0x5C对应3.3V输出

‌ CONTROL2寄存器(地址0x05) ‌：

• 位7(FPWM)：强制PWM模式使能
• 位2:0(TD_RAMP)：软启动时间配置(0.256ms至24.32ms可调)

布局建议

1. ‌热管理‌：
   • 结至环境热阻RθJA=100°C/W
   • 建议在S1/S2/SM引脚下方添加散热过孔阵列
2. ‌EMI优化‌：
   • 器件下方设置10-20pF层间缝合电容
   • 初级侧可添加铁氧体磁珠(10kΩ@高频)
3. ‌高压隔离‌：
   • 保持初级-次级≥8mm爬电距离
   • 避免顶层走线穿越器件本体

行业应用方案

1. ‌TWS耳机‌：
   • 锂电池(3.0-4.2V)转3.3V系统供电
   • 利用<8μA静态电流延长待机时间
2. ‌工业传感器‌：
   • 4-20mA环路供电(12-24V)转3.3V
   • 支持-40°C至125°C工作温度
3. ‌光学模块‌：
   • 5V主电源转3.3V/1.8V多轨供电
   • 2MHz高频开关减少对光信号的干扰

版本对比

特性	TPSM83102	TPSM83103
默认EN状态	CONVERTER_EN=0	CONVERTER_EN=1
I2C地址	0x6A/0x68/0x69/0x6B	0x6A
封装	μSiP-8(2.6×2.0×1.2mm)	μSiP-8(2.6×2.0×1.2mm)

该系列器件通过集成Buck-Boost控制器、功率MOSFET和补偿网络，在极小尺寸内实现了完整的电源解决方案，特别适合空间受限的便携式设备应用。其先进的模式切换算法可有效降低输出电压纹波，相比传统方案可节省30%的PCB面积。