高效紧凑的降压转换器模块:TPSM82903技术解析与应用指南

描述

Texas Instruments TPSM82903降压式转换器采用小型MicroSiP封装尺寸,高效灵活,易于使用。该器件提供2.5MHz或1.0MHz的可选开关频率,能够使用小型部件并实现快速瞬态响应。通过DCS控制拓扑结构,TPSM82903支持±1%的高输出电压 (VOUT) 精度。3V到17V的宽输入电压范围提供各种标称输入,如12V电源轨、单电池或多电池锂离子以及5V或3.3V电源轨。

数据手册:*附件:Texas Instruments TPSM82903降压式转换器数据手册.pdf

TI TPSM82903 转换器 CAN 在轻载时自动进入 功率 保存 模式(如果选择自动PFM/PWM),以保持 高效率。此外,为了在微小的负载下提供 高效率,设备,有一个低的典型 静态电流,即 4µA。如果启用AEE,在VIN 、VOUT 和负载电流情况下维持高效率。该器件包括一个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。

TPSM82903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3A
  • 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
  • 无需外部自举电容器
  • 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
  • 使用TPSM82903并借助WEBENCH® Power Designer创建定制设计

框图

快速瞬态响应

高效紧凑的降压转换器模块:TPSM82903技术解析与应用指南

一、产品概述

TPSM82903是德州仪器(TI)推出的一款高效率、小尺寸同步降压DC-DC转换器模块,采用创新的MicroSiP™封装技术并集成电感器。该器件在3mm×2.8mm×1.6mm的超小尺寸内实现了完整的电源转换解决方案,特别适合空间受限的现代电子设备。

关键特性‌:

  • 宽输入电压范围‌:3V至17V,兼容多种电源输入(12V供电轨、单节/多节锂离子电池、5V/3.3V电源轨)
  • 高输出电流‌:连续输出电流可达3A
  • 超高效率‌:
    • 典型静态电流仅4µA(节能模式)
    • 62mΩ高边和22mΩ低边MOSFET导通电阻
    • 支持自动PFM/PWM模式切换
    • 自动效率增强(AEE)功能
  • 精确稳压‌:±0.9%反馈电压精度(-40°C至125°C)
  • 灵活的输出配置‌:
    • 外部电阻分压器配置:0.6V至5.5V
    • 内部电阻分压器配置(VSET):16种固定输出电压选项(0.4V至5.5V)
  • 可编程工作模式‌:
    • 可选2.5MHz或1.0MHz开关频率
    • 强制PWM或自动PFM/PWM节能模式
    • 输出放电功能可配置

二、关键技术创新

1. MicroSiP封装技术

TPSM82903采用TI专利的MicroSiP™封装,在11引脚3.0mm×2.8mm×1.6mm的超小空间内集成了1μH电感器,显著减少了外部元件数量和PCB面积。这种封装技术通过优化引脚排列实现了单层布线设计,简化了PCB布局。

2. DCS-Control™拓扑结构

该器件采用TI专有的DCS-Control(带无缝过渡至节能模式的直接控制)拓扑,结合了迟滞控制、电压模式和电流模式控制的优点:

  • 快速响应负载瞬态变化
  • 稳态工作时保持恒定开关频率
  • 内部补偿网络实现快速稳定操作
  • 支持使用小型外部元件和低ESR电容

3. SmartConfig™智能配置

通过MODE/S-CONF引脚,用户可通过单一电阻配置多种工作参数:

  • 开关频率(1MHz或2.5MHz)
  • 反馈模式(内部/外部分压器)
  • 输出放电功能
  • 工作模式(自动PFM/PWM或强制PWM)

三、保护功能

  1. 过流保护‌:高边FET电流限制(4.1A-5.8A)和低边FET电流限制(3.8A-4.7A)
  2. 热关断‌:结温超过170°C时关断,滞后20°C
  3. 欠压锁定(UVLO) ‌:输入电压低于2.7V(下降)时关闭
  4. 输出放电‌:禁用时通过内部电阻(7.5Ω-20Ω)放电
  5. 预偏置启动保护‌:仅在内部软启动斜坡≥FB电压时开始开关

四、应用领域

TPSM82903凭借其高效率和小尺寸特性,特别适用于:

  • 数据中心和企业计算设备
  • 有线网络设备
  • 无线基础设施
  • 工业自动化和控制系统
  • 测试和测量仪器
  • 便携式电子设备
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