Texas Instruments TLVM13640 4A降压电源模块是一款高度集成的36V、4A DC/DC解决方案，集成多个功率MOSFET、一个屏蔽式电感器和多个无源器件，采用增强型HotRod™ QFN封装。该模块的VIN 和VOUT 引脚位于封装的边角处，可优化输入和输出电容器在布局中的放置。模块下方的四个较大散热焊盘在制造中可实现简单布局和轻松搬运。

数据手册：*附件：Texas Instruments TLVM13640 4 A降压电源模块数据手册.pdf

Texas Instruments TLVM13640具有1V到6V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。

TLVM13640模块虽然设计用于空间受限应用中的小尺寸和简洁性，但具有诸多特性，可实现稳健的性能。这些特性包括用于可调输入电压UVLO的带迟滞精密使能、用于提高EMI的电阻器可编程开关节点压摆率、集成VCC 、自举和用于提高可靠性与密度的输入电容器。这些器件还在整个负载电流范围内具有恒定开关频率、负输出电压能力，以及用于排序、故障保护和输出电压监控的PGOOD指示器。

特性

• 多功能同步降压直流/直流电源模块
  • 集成MOSFET、电感器和控制器
  • 宽输入电压范围：3V至36V
  • 可调输出电压范围为1V至6V，在整个温度范围内设定精度为1%
  • 5.0mm × 5.5mm × 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
• 在整个负载范围内的超高效率
  • 95%+峰值效率
  • 用于提升效率的外部偏置选项
  • 关断时的静态电流为：0.6µA（典型值）
  • 典型压差：0.5V（4A负载时）
• 超低传导和辐射EMI特性
  • 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
  • 恒定频率FPWM工作模式
  • 符合CISPR 11和32 B类发射要求
• 适用于可扩展电源

  功能框图

TLVM13640同步降压电源模块技术解析与应用指南

一、产品概述与技术特性

Texas Instruments的TLVM13640是一款高密度同步降压DC/DC电源模块，集成了MOSFET、电感和控制器于5.0mm×5.5mm×4mm的Enhanced HotRod™ QFN封装中。该模块具有以下核心特性：

‌ 关键参数规格： ‌

• 输入电压范围：3V至36V（瞬态耐受42V）
• 输出电压范围：1V至6V（±1%精度）
• 输出电流能力：4A连续电流
• 开关频率范围：200kHz至2.2MHz（通过RT引脚可调）
• 工作温度范围：-40°C至125°C结温
• 典型效率：95%峰值效率（VOUT=5V时）

‌ EMI优化设计： ‌

• 双输入路径和集成电容设计降低开关振铃
• 电阻可调的开关节点压摆率控制
• 恒定频率FPWM工作模式
• 符合CISPR 11和32 Class B辐射标准

二、功能模块深度解析

2.1 电源架构设计

TLVM13640采用创新的架构设计：

• ‌集成功率级‌：包含同步整流MOSFET（RDS(on)典型值：高侧70mΩ，低侧48mΩ@25°C）
• ‌控制环路‌：内置补偿网络，无需外部补偿元件
• ‌热管理‌：底部4个大尺寸热焊盘优化散热（RθJA=22.6°C/W）

2.2 引脚功能详解

典型20引脚QFN封装关键引脚配置：

引脚名称	类型	功能描述
VIN1/VIN2	电源输入	供电引脚，需就近布置输入电容
SW	开关节点	内部连接功率MOSFET，建议最小化PCB铜面积
FB	反馈输入	连接电阻分压器（推荐RFBB=10kΩ）
RT	频率设置	接电阻到AGND设置频率（13kΩ对应1MHz）
PG	电源良好	开漏输出，需外部上拉电阻（20-100kΩ）

2.3 保护机制

‌ 多重保护功能： ‌

• ‌过流保护‌：6A峰值/4.8A谷值限流，严重故障时进入打嗝模式（80ms间隔）
• ‌热关断‌：168°C触发（典型值），158°C恢复
• ‌输入UVLO‌：通过EN引脚可编程（1.263V典型阈值）
• ‌VCC监控‌：3.1V欠压锁定（带1.1V迟滞）

三、典型应用电路设计

3.1 工业用高效降压转换器

‌ 设计实例参数： ‌

• 输入：9-36V（UVLO=6V开启）
• 输出：5V@4A
• 频率：1MHz（RRT=13kΩ）
• 效率：93%@满负载（VIN=24V）

‌ 外围元件选型： ‌

1. ‌输入电容‌：2×10μF/50V X7R陶瓷电容（1210封装）
2. ‌输出电容‌：2×47μF/10V X7R陶瓷电容（总有效电容≥25μF）
3. ‌反馈网络‌：RFBT=40.2kΩ, RFBB=10kΩ
4. ‌前馈电容‌：22pF（提升相位裕度）

‌ PCB布局要点： ‌

• 对称布置输入/输出电容
• FB走线最短化（<5mm）
• 功率地（PGND）采用实心铜平面
• 模块底部布置散热过孔阵列（推荐0.3mm孔径）

3.2 负压输出逆变Buck-Boost

‌ 特殊配置注意事项： ‌

• 最大输出电流公式：IOUT(max)=4A×(1-D)，D=|VOUT|/(VIN+|VOUT|)
• VLDOIN必须连接至功率地（负输出端）
• 输入电容承受电压：VIN+|VOUT|
• 典型应用：-5V@3A（需2×47μF输出电容）

四、热设计与EMI优化

4.1 热管理方案

‌ 散热设计准则： ‌

• 四层板设计（推荐2oz铜厚）
• 顶部和底层地平面通过热过孔连接
• 允许空气流动条件下的负载能力：
  • 无风：2.5A@105°C（VIN=24V）
  • 400LFM：4A@105°C（VIN=24V）

4.2 EMI抑制技巧

‌ 实测优化方法： ‌

1. ‌压摆率控制‌：在RBOOT-CBOOT间添加33Ω电阻可降低高频噪声6dB
2. ‌频率选择‌：1MHz以上频率可避开敏感频段
3. ‌电容布局‌：输入电容采用对称"8字形"走线抵消磁场
4. ‌屏蔽技术‌：开关节点下方布置接地铜皮