Texas Instruments TPSM64404/TPSM64406双输出功率模块是一种高度集成的36V输入DC-DC设计，在增强型HotRod™ QFN封装中结合了屏蔽电感器、功率MOSFET和无源器件。该器件采用交错、可堆叠的电流模式控制架构，支持双路或大电流单路输出，具有快速瞬态响应、易于环路补偿、出色的负载和线路调节能力。它还包括精确的电流共享功能，输出时钟支持多达六个相位，电流最大可达18A。模块的VIN 和VOUT 引脚位于封装角落，可优化输出和输入电容器的布局。模块下方的大型散热焊盘便于在生产过程中进行操作和简单布局。

数据手册：*附件：Texas Instruments TPSM64404，TPSM64406双输出功率模块数据手册.pdf

Texas Instruments TPSM64404/TPSM64406输出电压范围为1 V至16 V，设计用于以PCB占位面积实现低EMI设计。整个设计仅需6个外部元件，设计过程中无需选择磁性元件。

特性

• 多功能双输出电压或多相单输出同步降压模块
  • 集成MOSFET、电感器和控制器
  • 3 V 至 36 V 的宽输入电压范围
  • 可调输出电压降为 0.8 V 至 16 V
  • 6.5 mm × 7.0 mm × 2 mm包覆成型封装
  • -40 °C至+125 °C结温范围
  • 负输出电压能力
• 在整个负载范围内具有超高效率
  • 峰值效率：93.5%+
  • 用于提升效率的外部偏置选项
  • 裸露焊盘以实现低热阻抗 (EVM θJA = 20°C/W)
  • 关断静态电流：0.6µA（典型值）
• 超低传导和辐射EMI特性
  • 低噪声封装，具有双输入路径和集成电容器，可减少开关振铃
  • 符合CISPR 11和32 B类排放标准
• 专为可扩展电源设计
• 固有保护特性可实现稳健设计
  • 用于排序、控制和VIN UVLO的精密使能输入和开漏PGOOD指示器
  • 过电流和热关断保护

典型原理图

TPSM6440x双输出功率模块技术解析与应用指南

一、产品概述与核心特性

Texas Instruments TPSM64404/TPSM64406是高度集成的双输出DC/DC功率模块，具有以下显著特点：

‌关键规格参数‌：

• ‌输入电压范围‌：3V至36V（瞬态耐受42V）
• ‌输出配置‌：
  • 双独立输出模式：2×2A（TPSM64404）或2×3A（TPSM64406）
  • 多相单输出模式：最高6相并联（18A输出能力）
• ‌封装尺寸‌：6.5mm×7.0mm×2mm增强型HotRod QFN
• ‌效率特性‌：峰值效率93.5%，待机静态电流仅0.6μA

‌创新技术亮点‌：

1. ‌集成化设计‌：包含功率MOSFET、屏蔽电感和控制器
2. ‌EMI优化‌：通过双随机展频(DRSS)技术满足CISPR 11/32 Class B标准
3. ‌热管理‌：20°C/W的低热阻封装设计
4. ‌配置灵活性‌：支持I2C接口编程和OTP固化配置

二、硬件设计要点

1. 引脚配置与功能

‌关键引脚说明‌：

引脚名称	功能描述
VIN1/VIN2	双路独立输入电源，需各配置≥10μF陶瓷电容
EN1/EN2	精密使能输入（1.375V阈值）
FB1/FB2	反馈输入，支持0.8V-16V可调输出
SYNC	同步/模式选择（支持200kHz-2.2MHz外部时钟）
CONFIG	工作模式配置（通过电阻选择双输出/多相模式）

2. 典型应用电路

‌双输出配置方案‌：

. ‌电源树设计‌：

• 输入级：4×10μF陶瓷电容+100μF电解电容
• 输出级：每路2×22μF陶瓷电容（25V）

‌多相并联方案‌：

• 4相配置：主从器件SYNC_OUT→SYNC级联，90°相位差
• 6相配置：三级级联实现60°相位差

三、性能优化策略

1. EMI抑制技术

‌三级降噪方案‌：

1. ‌布局优化‌：
   • VIN/VOUT对称布局（磁通抵消效应）
   • 开关节点面积<5mm²
2. ‌频谱管理‌：
   • DRSS调制（±10%频率展宽）
   • 可编程开关频率（300kHz-2.2MHz）
3. ‌滤波器设计‌：
   • 输入级π型滤波（2×10μF+铁氧体磁珠）

2. 热设计指南

‌散热增强措施‌：

• PCB要求：
  • 2oz铜厚四层板
  • 9×150μm热过孔阵列
  • 最小15mm²散热铜箔
• 降额曲线：| 环境温度 | 最大输出电流 |
  | ---------- | -------------- |
  | 85°C | 100%额定值 |
  | 105°C | 80%额定值 |
  | 125°C | 60%额定值 |

四、典型应用场景

1. 工业自动化系统

‌供电方案‌：

• ‌数字核心‌：1.2V/3A（BUCK1）
• ‌接口电源‌：3.3V/2A（BUCK2）
• ‌传感器供电‌：5V/1A（LDO_LS1）

‌关键设置‌：

• 固定频率PWM模式（SYNC接VCC）
• 启用输入UVLO（RENT=187kΩ，RENB=49.9kΩ）

2. 测试测量设备

‌信号链供电‌：

1. ‌ADC基准‌：5V/0.5A（噪声<10mVpp）
2. ‌模拟前端‌：±15V（通过逆变拓扑实现）
3. ‌时钟电路‌：3.3V/1A（单独供电隔离）

五、设计资源

1. 开发工具

• ‌WEBENCH®设计平台‌：支持在线原理图生成和BOM优化
• ‌TPSM64406EVM评估板‌：包含双输出和6相配置示例

2. 参考设计

1. ‌多相并联方案‌：
   • 输入：12-24V
   • 输出：1V/18A（6相交错）
   • 效率：91%@满载
2. ‌负压生成方案‌：
   • 输入：15V
   • 输出：-5V/3A
   • 拓扑：逆变Buck-Boost