Texas Instruments TPS544C26同步降压转换器是一款高度集成的降压式转换器，采用D-CAP+控制拓扑结构，可实现快速瞬时响应。所有可编程参数均可通过^I2C^接口进行配置，而且可作为新的默认值存储在NVM中，以最大限度减少外部组件数量。得益于以上特性，使得该器件非常适合用于空间受限的应用。TPS544C26器件设计为与Intel CPU配合使用，非常适合用于Intel服务器和SoC平台中的单相、中低电流SVID电源轨。

数据手册；*附件：Texas Instruments TPS544C26同步降压转换器数据手册.pdf

该器件提供针对过电流限制、VOUT OVF/UVF和OTF的故障管理和状态报告。TPS544C26器件提供一整套遥测功能，包括VOUT 、IOUT 和IC温度。此外，还通过外部感应电阻器提供输入功率监控，以实现电路板级电源管理。Texas Instruments TPS544C26是一款无铅器件，符合 RoHS 标准，无需豁免。

特性

• 适用于SVID轨的单芯片电源
• 符合Intel VR13 SVID标准
• ^I2C^接口，带NVM，用于配置、遥测 (V/I/T) 和故障报告
• 针对DDR5存储器RAPL的输入功率监控
• 集成4.0mΩ和1.0mΩ MOSFET，可实现35A持续电流运行
• 支持外部5V偏置，从而提高效率并实现2.7V最小输入电压
• VOUT可编程范围：0.25V至3.04V
• 精密电压基准和差分遥感，可实现高精度输出
  • 0°C至85°C TJ 范围内的V OUT 容差：±0.5%
  • –40°C至125°C TJ 范围内的VOUT 容差：±1%
• D-CAP+™控制拓扑结构，具有快速瞬时响应，支持所有陶瓷输出电容器
• 可编程内部回路补偿，包括压降
• 可选逐周期谷值电流限制
• DCM或FCCM运行模式下的可选工作频率：0.6MHz至1.2MHz
• 安全启动到预偏置输出
• 可编程软启动时间：1ms至16ms
• 可编程软停止时间：0.5ms至4ms
• 开漏电源良好输出 (VRRDY) 和灾难性故障指示器 (CAT_FAULT#)
• 可编程过电流、过电压、欠压、过热保护
• 5mm × 6mm、37引脚WQFN-FCRLF封装

功能框图

基于TPS544C26的高效同步降压转换器设计与应用

引言

Texas Instruments的TPS544C26是一款高度集成的同步降压转换器，专为现代服务器、云计算和网络设备中的点负载(POL)应用而设计。这款4V至16V输入、35A输出的降压转换器采用D-CAP+™控制拓扑，具有快速瞬态响应能力，支持全陶瓷输出电容器配置。本文将深入分析TPS544C26的关键特性、工作原理以及典型应用设计。

器件概述

TPS544C26是一款单芯片电源解决方案，特别适合作为Intel® VR13 SVID兼容电源轨。其主要特点包括：

• ‌宽输入电压范围‌：4V至16V工作输入范围(瞬态耐压高达30V)
• ‌大电流输出‌：集成4.0mΩ(高边)和1.0mΩ(低边)MOSFET，支持35A连续电流
• ‌高精度输出‌：±0.5%输出电压精度(0°C至85°C)，±1%精度(-40°C至125°C)
• ‌双控制接口‌：支持SVID和I2C接口，便于系统集成和监控
• ‌灵活配置‌：输出电压可编程范围0.25V至3.04V
• ‌高效设计‌：开关频率可调(0.6MHz至1.2MHz)，支持DCM或FCCM模式

关键特性详解

1. 功率转换架构

TPS544C26采用D-CAP+控制模式，这是一种基于纹波的恒定导通时间控制方案，具有以下优势：

• 无需外部补偿网络
• 对输出电容器ESR不敏感
• 快速负载瞬态响应
• 支持全陶瓷输出电容配置

器件集成了差分远程检测放大器，可直接感应负载端的电压，补偿PCB走线压降，确保高精度稳压。

2. 保护功能

TPS544C26提供全面的保护功能，确保系统安全可靠运行：

• ‌ 过流保护(OCP) ‌：可编程谷值电流限制(8.5A至44A)
• ‌ 过压保护(OVP) ‌：
  • 跟踪OVP：80mV至360mV高于设定值(可编程)
  • 固定OVP：1.5V或1.8V(5mV步长)，2.4V或3.0V(10mV步长)
• ‌ 欠压保护(UVP) ‌：150mV至360mV低于设定值(可编程)
• ‌热关断‌：166°C典型阈值(153°C至179°C范围)

3. 监测与通信

• ‌SVID接口‌：完全兼容Intel VR13规范，43MHz最大时钟频率
• ‌I2C接口‌：支持100kHz/400kHz/1MHz速率，用于配置、遥测和故障报告
• ‌遥测功能‌：
  • 输出电压/电流监测
  • 输入电压/电流/功率监测
  • 芯片温度监测

应用设计指南

1. 典型应用电路

TPS544C26的典型应用电路包括以下关键元件：

1. ‌输入滤波‌：建议在PVIN引脚附近放置低ESR陶瓷电容(至少1μF)
2. ‌自举电路‌：BOOT和PHASE之间连接0.1μF或更大值的陶瓷电容
3. ‌VCC旁路‌：VCC/VDRV引脚需要2.2μF或4.7μF陶瓷电容(≥6.3V)
4. ‌输出滤波‌：根据负载要求选择适当电感值和输出电容
5. ‌远程检测‌：VOSNS和GOSNS应使用Kelvin连接至负载端

2. 布局建议

良好的PCB布局对开关电源性能至关重要：

• 保持功率回路(PVIN→HS FET→电感→输出电容→PGND→PVIN)面积最小化
• 将输入电容尽可能靠近PVIN和PGND引脚
• VCC旁路电容应靠近VCC/VDRV和PGND引脚
• 远程检测走线应成对布线，远离噪声源(如电感、SW节点)

3. 热管理

TPS544C26采用5mm×6mm 37引脚WQFN-FCRLF封装，具有以下热特性：

• 结到环境热阻(RθJA)：26°C/W(JEDEC标准)
• 结到板热阻(RθJB)：3.6°C/W
• 建议在PCB上提供足够的铜面积和散热过孔以改善散热

性能特点

1. 效率表现

在不同工作条件下，TPS544C26展现出优异的效率特性：

• ‌12V输入，1.1V输出‌：
  • 800kHz开关频率下峰值效率>90%
  • 35A负载时效率仍保持约85%
• ‌外部偏置优势‌：使用外部5V偏置可提高效率2-3个百分点

2. 动态响应

D-CAP+控制模式提供卓越的负载瞬态响应：

• 支持快速动态电压调节(DVS)
• 可编程转换速率(最高12.2mV/μs)
• 自适应导通时间确保在各种输入/输出条件下保持稳定的频率响应

应用场景

TPS544C26非常适合以下应用：

1. ‌服务器和云计算POL‌：为CPU、GPU和内存提供高效电源
2. ‌硬件加速器‌：满足FPGA和ASIC的严苛电源需求
3. ‌网络接口卡‌：为高速网络处理器供电
4. ‌存储系统‌：为SSD控制器和接口芯片供电