Texas Instruments TPS53830A 数字降压转换器技术深度解析

描述

Texas Instruments TPS53830A集成式数字降压转换器具有D-CAP+™模式,适用于DDR5 DIMM电源。该器件为DIMM模块上的DRAM芯片提供VDD 、VDDQ 和VPP电压,具有可配置电流能力。大电流轨可配置为2相或2路输出,通过D-CAP+模式控制提供高达12A(或6A+6A)的电流。该转换器还利用内部补偿来简化使用并减少外部元件数量。TI TPS53830A集成降压数字转换器提供一整套遥测功能,包括输入电压、输出电压和输出电流。还提供过压、欠压、过流限制和过热保护。

数据手册:*附件:Texas Instruments TPS53830A集成式数字降压转换器数据手册.pdf

TPS53830A采用散热增强型35引脚QFN封装,工作温度范围为-40°C至+105°C。

特性

  • 单硅设计,支持DDR5应用
  • 3路输出,可支持V DD (1.1V)、V DDQ (1.1V)和V PP (1.8V)供电,并可选配第4個输出(V DD2
  • 在3路输出配置下,V DD (SWA双相)可提供12A电流,V DDQ (SWC)可提供6A,V PP (SWD)可提供5A
  • 在4路输出配置下,V DD1 (SWA)可提供6A电流,V DD2 (SWB)可提供6A,V DDQ (SWC)可提供6A,V PP (SWD)可提供5A
  • VDD 、VDDQ 和VPP的差分远程检测
  • D-CAP+™控制,实现快速瞬态响应
  • 宽输入电压范围:4.5V至15V
  • 可编程内部环路补偿
  • 每相逐周期电流限制
  • 可编程频率:500kHz至1.375MHz
  • 支持I^2^C和I^3^C总线接口,用于电压、电流、功率、温度和故障条件的遥测
  • 过电流、过电压和过热保护
  • 持久寄存器(黑盒)功能
  • 低静态电流
  • 5mm×5mm 35引脚QFN PowerPad™封装

简化版应用

集成式

Texas Instruments TPS53830A 数字降压转换器技术深度解析

一、产品核心定位

TPS53830A是德州仪器专为DDR5内存模组(On-DIMM)供电设计的高集成度数字降压转换器,采用创新的D-CAP+™控制架构,可同时提供VDD(1.1V)、VDDQ(1.1V)和VPP(1.8V)三种关键电压轨。该器件特别针对服务器级内存模组的严苛供电需求优化,具有以下突出特性:

  • 多通道高精度输出‌:支持3/4路独立输出配置
  • 超大电流能力‌:双相12A(VDD) + 6A(VDDQ) + 5A(VPP)
  • 全数字监控接口‌:集成I2C/I3C总线实现电压/电流/温度的实时遥测
  • 强化可靠性设计‌:通过持久寄存器(黑匣子)记录故障事件

二、关键技术创新

1. 智能电源架构设计

多相位可配置拓扑‌:

  • SWA通道支持双相并联(12A)或独立双路输出(6A+6A)
  • 每相提供周期逐周期的电流限制保护
  • 差分远端电压检测确保POL(负载点)精度±1%

D-CAP+™控制优势‌:

  • 自适应导通时间控制
  • 内部补偿网络简化设计
  • 500kHz-1.375MHz可编程开关频率
  • 瞬态响应时间<10μs

2. 数字监控系统

全面遥测功能‌:

  • 实时监测输入/输出电压及电流
  • 芯片温度传感器(精度±3°C)
  • 故障状态寄存器记录OVP/OCP/OTP事件

标准通信接口‌:

  • 兼容I2C(1MHz)和I3C(12.5MHz)协议
  • 支持SMBus警报响应机制
  • 持久寄存器保留关键故障信息

三、选型与生产建议

1. 型号差异对比

型号后缀通信接口包装方式温度范围
RWZI2C卷带-40~105°C
RWZRI3C卷带-40~105°C

2. 生产测试要点

  • 验证12A负载下的电压调整率(<±1.5%)
  • 执行I3C总线压力测试(12.5MHz时钟)
  • 检查黑匣子寄存器记录功能
  • 验证-40°C冷启动性能

该器件已成功应用于主流服务器平台的DDR5 RDIMM/LRDIMM模组设计,其高集成度和数字监控特性可显著降低BOM成本和PCB面积,同时满足JEDEC DDR5电源规范的所有要求。

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