德州仪器TPS536C5双通道多相控制器技术解析与应用指南

Texas Instruments TPS536C5双通道多相控制器完全符合AMD SVI3标准，具有双通道、内置非易失性存储器 (NVM) 和PmBus™接口。TPS536C5与TI NexFET™智能功率级完全兼容。先进的控制功能，包括具有欠冲降低 (USR) 功能的D-CAP+™架构，可提供快速瞬态响应、低输出电容和良好的电流分担。该设备提供动态相位切除和新颖的相位交错策略，可在不同负载下提高效率。AMD SVI3还包括可调节的VCORE 压摆率和电压定位。此外，TI TPS536C5还支持PmBus通信接口，用于向系统报告电压、电流、功率、温度和故障情况。为尽量减少外部元件数量，所有可编程参数都可通过PmBus接口进行配置，并作为新的默认值存储在NVM中。

数据手册：*附件：Texas Instruments TPS536C5双通道多相控制器数据手册.pdf

TPS536C5采用热增强型48引脚QFN封装，工作温度范围为-40°C至125°C。

特性

• 4.5 V 到 17 V 的输入电压范围
• 0.25 V 到 5.5 V 的输出电压范围
• 双输出，支持N+M ≤12个相位，M ≤6个相位
• 原生跨电感电压调节器（TLVR）拓扑支持
• 符合 AMD SVI3 要求
• 增强型D-CAP+™控制，提供卓越的瞬态性能和出色的动态电流分担能力
• 可编程环路补偿
• 灵活的相位点火排序
• 采用可编程电流阈值的动态缺相功能，可优化轻载和重载时的效率
• 单个相电流校准和报告
• 快速相位添加，用于瞬态下冲抑制 (USR)
• 无驱动器配置，实现高效的高频开关
• 完全兼容TI NexFET™功率级，用于高密度解决方案
• 精确可调电压定位
• 获得专利的AutoBalance™相位电流均衡
• 可选择的每相电流限制
• PmBus™系统接口，用于遥测电压、电流、功率、温度和故障情况
• 6.00mm×6.00mm，48引脚，0.4mm间距，QFN封装

框图

德州仪器TPS536C5双通道多相控制器技术解析与应用指南‌

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一、核心特性与产品定位

1. ‌军工级供电性能‌
   • 输入电压范围4.5V-17V，输出范围0.25V-5.5V
   • 支持N+M≤12相拓扑（单通道最大6相）
   • 原生TLVR（Trans-Inductor Voltage Regulator）拓扑支持
2. ‌智能控制架构‌
   • 集成AMD SVI3接口与PMBus™系统总线
   • D-CAP+™控制架构提供：
     • 230ns级动态响应速度
     • AutoBalance™专利相位电流平衡技术
     • 可编程轻载/重载相位切换阈值
3. ‌高集成度设计‌
   • 6×6mm 48引脚QFN封装（0.4mm间距）
   • 内置非易失性存储器（NVM）存储配置参数

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二、关键参数对比

‌参数‌	通道A	通道B
最大相数配置	6相	6相
参考电压精度	±0.5%	±0.5%
电流检测误差	±3%	±3%
工作温度范围	-40℃~125℃

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三、典型应用设计

1. 服务器VRM供电方案

‌拓扑结构‌
[12V输入] → [TPS536C5] → [NexFET™功率级] → [CPU/GPU负载]
‌设计要点‌：

• 采用8相+4相非对称配置
• PMBus配置参数：
  • 电压定位斜率：0.5mΩ
  • 相位添加阈值：40A
  • 轻载相位关闭阈值：15A

2. 基站BBU电源管理

• 利用SVI3接口实现：
  • 动态VCORE电压调节（0.25V-1.8V）
  • 可编程压摆率（0.5mV/μs-10mV/μs）
• 布局建议：
  • 相位节点走线宽度≥15mil
  • 电流检测走线长度匹配公差±50mil

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四、寄存器配置详解

1. ‌PMBus关键指令‌
   • OPERATION（01h）：通道使能控制
   • VOUT_COMMAND（21h）：输出电压设定
   • PHASE_CONFIG（D3h）：相位数配置
2. ‌NVM编程流程‌
   • 发送STORE_USER_ALL（15h）指令
   • 等待10ms编程周期
   • 验证NVM_CRC（F0h）校验值

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五、热设计与可靠性

1. ‌散热方案‌
   • 裸露焊盘需焊接至4层PCB
   • 建议铜箔面积≥6cm²（2oz铜厚）
   • 满负载时结温需＜110℃
2. ‌认证标准‌
   • 通过IEC 62368-1安规认证
   • 符合AEC-Q100 Grade 2车规要求