Texas Instruments TPSM63610同步降压直流/直流电源模块是一款高度集成的36V、8A直流/直流解决方案，集成了多个功率MOSFET、一个屏蔽式电感器和多个无源器件，并采用增强型HotRod™ QFN封装。该器件在封装角设有VIN和VOUT引脚，可优化输入和输出电容器的放置。此外，模块下方的四个较大散热焊盘可在制造过程中实现简单布局和易于操作。

数据手册：*附件：Texas Instruments TPSM63610同步降压直流-直流电源模块数据手册.pdf

TI TPSM63610模块具有1V到20V的输出电压，旨在快速、轻松实现小尺寸PCB的低EMI设计。总体解决方案仅需四个外部元件，并且省去了设计流程中的磁性和补偿元件选择过程。

TPSM63610模块提供了许多特性来实现稳健的性能：具有迟滞功能的精密使能端可实现输入电压UVLO调节、电阻可编程开关节点压摆率和展频选项以改善EMI。与集成式VCC、自举和输入电容器一起使用，可提高可靠性和密度。该模块可配置为在满负载电流范围 (FPWM) 内保持恒定开关频率，也可配置为可变频率 (PFM) 以提高轻负载效率。其中包含PGOOD指示器，可实现时序控制、故障报告和输出电压监测功能。

特性

• 支持功能安全
  • 来辅助功能安全系统设计的文档
• 多功能36 V IN 、8AOUT同步降压模块
  • 集成MOSFET、电感器和控制器
  • 可调节输出电压范围为1V至20V
  • 6.5mm x 7.5mm x 4mm超模压塑料封装
  • 结温范围：–40°C至+125°C
  • 可调频率范围：200kHz至2.2MHz
  • 负输出电压应用功能
• 在整个负载范围内具有超高效率
  • 95%+峰值效率
  • 用于提升效率的外部偏置选项
  • 外露焊盘可实现低热阻抗。EVMΔJA = 16.2°C/W
  • 关断时的静态电流为：0.6µA （典型值）
• 超低传导和辐射EMI签名
  • 具有双输入路径和集成电容器的低噪声封装可降低开关振铃
  • 电阻器调节的开关节点压摆率
  • 符合CISPR 11和32 B类发射要求
• 适用于可扩展电源
  • 与TPSM63608（36V、6A）引脚兼容
• 固有保护特性可实现稳健设计
  • 精密使能输入和漏极开路PGOOD指示器（用于时序、控制和VIN UVLO）
  • 过流和热关断保护
• 使用TPSM63610并借助WEBENCH® Power Designer创建定制设计

典型原理图

TPSM63610高密度同步降压DC/DC电源模块技术解析

一、核心特性与创新设计

‌1.1 突破性性能参数‌

• ‌超宽输入电压范围‌：3V至36V连续工作，瞬态耐压达42V
• ‌大电流输出能力‌：8A连续/10A峰值输出电流
• ‌超高集成度‌：采用6.5mm×7.5mm×4mm增强型HotRod™ QFN封装，集成MOSFET、电感和控制器
• ‌高效率表现‌：峰值效率>95%，轻载静态电流仅0.6μA

‌1.2 创新技术亮点‌

• ‌ 双随机扩频技术(DRSS) ‌：结合三角波和伪随机跳频，有效降低EMI峰值
• ‌可调开关节点斜率控制‌：通过RBOOT引脚配置(0-500Ω)优化EMI与效率平衡
• ‌集成输入旁路电容‌：减少开关振铃和辐射场耦合
• ‌负压输出能力‌：支持降压-升压反相拓扑结构

二、关键电气参数分析

参数类别	规格指标	技术意义
输入电压范围	3.7V启动/3V工作(启动后)	兼容电池和工业电源系统
输出电压范围	1V至20V可调(±1.5%精度)	适应各类数字/模拟负载
开关频率	200kHz至2.2MHz可编程	优化尺寸与效率平衡
热阻θJA	18.2°C/W(EVM板)	优异的热性能表现
保护特性	OCP/OTP/OVP/UVP全保护	提升系统可靠性

三、典型应用设计指南

3.1 工业自动化电源方案

‌电路拓扑特点‌：

• 输入直接连接24V工业总线
• 采用三路47μF X7R陶瓷输出电容
• 关键设计公式：
  • 输出电压设置：RFBB = (RFBT×VREF)/(VOUT-VREF)
  • 开关频率设置：RRT(kΩ)=16.4-0.633/FSW(MHz)

‌EMI优化措施‌：

1. 采用对称布局的双输入电容(2×10μF)
2. SPSP引脚接20kΩ电阻启用扩频
3. RBOOT配置为100Ω平衡效率与EMI

3.2 反相降压-升压应用

‌独特优势‌：

• 支持-12V等负压输出
• 最大输出电流公式：IOUT(max)=8A×(1-D)
• 布局要点：
  • 输入电容需承受VIN+|VOUT|电压应力
  • FB分压电阻连接至负输出端
  • PGND作为功率地参考点

四、PCB设计关键要点

‌4.1 布局优先级‌：

1. ‌功率回路‌：输入电容→VIN引脚→PGND形成最小回路
2. ‌热管理‌：
   • 使用2oz铜厚四层板
   • 模块下方布置完整地平面
   • 添加散热过孔阵列(推荐0.3mm直径)

‌4.2 抗干扰设计‌：

• FB走线长度<10mm，远离开关节点
• 采用开尔文连接反馈网络
• 电源层与地层间距<0.2mm

五、功能模式详解

5.1 多模式控制架构

• ‌FPWM模式‌：全负载范围固定频率
• ‌自动模式‌：轻载时自动切换PFM提升效率
• ‌同步模式‌：支持外部时钟同步(200k-2.2MHz)

5.2 保护系统协同

1. 过流触发后进入256μs检测期
2. 持续故障转入打嗝模式(40ms关闭)
3. 过热保护(168°C关断/159°C恢复)

六、选型与开发支持

‌6.1 工具链推荐‌：

• WEBENCH® Power Designer自动设计工具
• TINA-TI仿真模型验证稳定性
• 官方EVM模块(SLVUCR5)快速原型开发

‌6.2 系列化选型‌：

型号	输出电流	峰值电流	特性差异
TPSM63610	8A	10A	标准工业级
TPSM63610E	8A	10A	扩展温度(-55°C~125°C)
TPSM63608	6A	8A	低成本方案

该模块特别适用于需要高功率密度的工业系统，其创新的封装技术和控制架构可同时满足高效率和小尺寸需求。通过优化的引脚排列和内部补偿设计，工程师可快速构建可靠的电源解决方案。