TPSM82902同步降压式转换器电源模块深度解析

描述

Texas Instruments TPSM82902降压式转换器是一款非常高效、小型、易于使用和灵活的同步降压 直流-直流转换器,采用MicroSiP封装。TPSM82902提供可选择的开关频率,即2.5MHz或1.0MHz,允许使用小型组件并提供快速瞬时响应。

数据手册;*附件:Texas Instruments TPSM82902降压式转换器数据手册.pdf

通过DCS控制拓扑结构,TI TPSM82902降压式转换器支持±1%的高输出电压 (V OUT ) 精度。该器件的宽输入电压范围为3V至17V,支持各种标称输入,如12V电源轨、单电池或多电池锂离子以及5V或3.3V电源轨。TPSM82902在轻载时自动进入节能模式(如果选择自动PFM/PWM),以保持高效率。此外,为了在微小负载下提供高效率,该器件具有4µA的典型低静态电流。AEE,如启用,可在VIN 、VOUT 和负载电流范围内提供高效率。 TPSM82902包括一个MODE/Smart CONF输入,用于设置内部/外部分压器、开关频率、输出电压放电和自动节能模式或强制PWM操作。

TPSM82902采用小型11引脚MicroSiP封装,尺寸为3.0mm x 2.8mm x 1.6mm,集成1μH电感器。

特性

  • 在广泛的占空比和负载范围内具有高效率
    • IQ 为4µA(典型)
    • RDS(ON) :62mΩ(高侧)和22mΩ(低侧)
  • 3mm x 2.8mm x 1.6mm MicroSiP™封装
  • 连续输出电流:高达2A
  • 温度(-40°C至125°C)范围内,反馈电压精度为±0.9%
  • 可配置输出电压选项:
    • VFB 外部分频器:0.6V至5.5V
    • VSET 内部分频器,16个选项:0.4V 至5.5V
  • 带100%模式的DCS控制拓扑结构
  • 使用 TPSM82902 使用 WEBENCH® 功率 设计器创建一个自定义设计
  • 通过MODE/S-CONF引脚实现灵活性
    • 切换频率:2.5MHz或1.0MHz
    • 强制PWM或自动 (PFM) 节能模式,提供动态模式切换选项
    • 自动效率提高 (AEE)
    • 输出放电开/关
  • 高度灵活且易于使用
    • 优化引脚分配,用于单层路由
    • 精密使能输入
    • 电源正常状态输出
    • 可调整的软起动和跟踪
  • 无需外部自举电容器

简化原理图

同步降压

效率与输出电流

同步降压

TPSM82902同步降压式转换器电源模块深度解析

一、产品核心特性

TPSM82902是德州仪器推出的高性能同步降压DC-DC转换器模块,采用创新的MicroSiP™封装技术,具有以下突出特性:

  • 超高集成度‌:3.0mm×2.8mm×1.6mm微型封装,集成1μH电感器
  • 宽电压范围‌:3-17V输入电压,0.6-5.5V可调输出电压
  • 高效能表现‌:
    • 4μA典型静态电流
    • 62mΩ高边/22mΩ低边MOSFET导通电阻
    • 高达2A连续输出电流
  • 精密控制‌:
    • ±0.9%输出电压精度(-40°C至125°C)
    • DCS-Control™拓扑结构
  • 灵活配置‌:
    • 16种预设输出电压选项(0.4V-5.5V)
    • 外部电阻可调输出
    • 可编程软启动

二、关键电气参数

2.1 基本规格

参数条件最小值典型值最大值单位
输入电压-3-17V
输出电压外部反馈0.6-5.5V
最大输出电流连续--2A
开关频率可配置1.0-2.5MHz
静态电流工作模式-4-μA

2.2 保护特性

  • 热关断保护:170°C触发
  • 过流保护:
    • 高边MOSFET:3.6-5.3A
    • 低边MOSFET:3.4-4.2A
  • 欠压锁定:2.85V(上升)/2.7V(下降)

三、功能架构解析

3.1 核心模块组成

  1. 功率转换单元‌:
    • 集成62mΩ高边和22mΩ低边MOSFET
    • 内置1μH功率电感
    • 无需外部自举电容
  2. 控制逻辑‌:
    • DCS-Control拓扑架构
    • 可配置开关频率(1.0/2.5MHz)
    • 自动效率增强(AEE)功能
  3. 保护机制‌:
    • 热关断保护
    • 过流限制
    • 欠压锁定(UVLO)

3.2 引脚功能详解

引脚名称关键功能
1,2VIN电源输入,需就近布置输入电容
3EN精确使能输入(0.9V阈值)
4MODE/S-CONF工作模式/智能配置输入
7FB/VSET反馈电压/预设电压选择
9,10VOUT输出电压引脚

四、PCB布局关键要点

  1. 功率路径设计‌:
    • 输入/输出电容尽量靠近芯片引脚
    • 使用宽铜箔降低寄生阻抗
    • 避免在SW引脚下方走敏感信号线
  2. 热管理建议‌:
    • 充分利用GND焊盘散热
    • 添加多个热过孔连接各层铜箔
    • 高温区域避免布置热敏感元件
  3. 信号布线规范‌:
    • FB走线短且远离开关节点
    • SS/TR引脚布线避免串扰
    • PG开漏输出需上拉电阻

五、典型应用场景

  1. 工业自动化‌:
    • PLC模块电源
    • 工业传感器供电
    • 现场总线设备
  2. 通信设备‌:
    • 5G小基站
    • 光模块电源
    • 网络交换机
  3. 消费电子‌:
    • 物联网终端
    • 便携式设备
    • 智能家居控制器
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