Texas Instruments TPSM63604同步降压电源模块是一款高度集成的36V、4A直流/直流解决方案，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。模块下方具有四个较大的散热焊盘，可在制造过程中实现简单布局和轻松处理。

数据手册；*附件：Texas Instruments TPSM63604同步降压电源模块数据手册.pdf

Texas Instruments TPSM63604具有1V到16V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。

尽管在设计上针对空间受限型应用中的小尺寸和简单性， TPSM63604模块提供了许多特性以实现稳健的性能：具有可调节输入电压UVLO滞后的精密使能，电阻可编程开关节点压摆速率和扩频选项以改善EMI，集成V CC 、自举和输入电容器以提高可靠性和密度，全负载电流范围内的恒定开关频率，以及用于时序、故障保护和输出电压监控的PGOOD指示器。

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 、4AOUT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16V
  • 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

• 在整个负载范围内具有超高效率

  • 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

  功能框图

  

  高性能同步降压电源模块TPSM63604技术解析与应用指南

一、产品概述

TPSM63604是Texas Instruments推出的一款高度集成的同步降压电源模块，采用创新的Enhanced HotRod™ QFN封装技术，在5.0mm × 5.5mm × 4mm的超小尺寸内集成了功率MOSFET、电感和控制器等关键组件。该模块具有以下突出特点：

• ‌宽输入电压范围‌：3V至36V工作输入电压，可承受高达42V的瞬态电压
• ‌高输出能力‌：可调输出1V至16V，最大持续输出电流4A
• ‌超高效率‌：峰值效率超过95%，支持外部偏置进一步优化效率
• ‌低EMI设计‌：通过优化的封装布局和可调开关节点斜率实现优异的EMI性能
• ‌简化设计‌：仅需最少4个外部元件，无需考虑磁性元件选型和环路补偿

二、关键特性与技术分析

2.1 电气性能参数

TPSM63604在24V输入、3.3V输出、800kHz开关频率下的典型电气特性包括：

• ‌静态电流‌：工作静态电流7μA(典型)，关断静态电流仅0.6μA(典型)
• ‌反馈精度‌：全温度范围内输出电压设定点精度±1%
• ‌保护功能‌：过流保护阈值5.9A，热关断阈值168°C(典型)
• ‌开关频率‌：可通过外部电阻在200kHz至2.2MHz范围内编程设置

2.2 创新功能解析

‌1. 可调开关节点斜率控制‌
模块内部集成100Ω栅极驱动电阻，通过RBOOT和CBOOT引脚可灵活调整开关节点电压上升时间。开放引脚时EMI性能最优但效率略低，短接引脚时效率最高但EMI略差，用户可根据实际需求选择合适配置。

‌2. 双电源路径输入设计‌
VIN1和VIN2双输入引脚配合对称布局的输入电容，有效抵消高频电流产生的磁场，显著改善EMI性能。建议采用两个10μF陶瓷电容(1206或1210封装)就近连接。

‌3. 智能功率管理‌

• 精密使能功能(1.263V典型阈值)支持可调输入欠压锁定(UVLO)
• 开漏PGOOD信号(94%-107%窗口)便于系统级电源时序管理
• 支持外部时钟同步(200kHz-2.2MHz)，便于噪声敏感应用

三、典型应用设计

3.1 工业用高效降压转换器

‌设计参数‌：

• 输入电压：9V-36V
• 输出电压：5V/4A
• 开关频率：1MHz(通过13kΩ RT电阻设置)

‌关键元件选择‌：

1. ‌反馈电阻‌：RFBT=40.2kΩ，RFBB=10kΩ(输出电压精度±1%)
2. ‌输入电容‌：2×10μF/50V X7R陶瓷电容(1210封装)
3. ‌输出电容‌：2×47μF/6.3V陶瓷电容(有效容值约52μF@5V)
4. ‌前馈电容‌：22pF(提升相位裕度)

‌性能表现‌：

• 效率：24V输入时典型效率93%
• 负载调整率：0.1A至4A变化时输出电压波动仅1mV
• 通过CISPR 32 Class B传导和辐射EMI测试

3.2 负压输出的逆变Buck-Boost应用

‌设计参数‌：

• 输入电压：9V-24V
• 输出电压：-12V/2A
• 开关频率：2MHz(通过6.34kΩ RT电阻设置)

‌设计要点‌：

1. 反馈电阻选择：RFBT=110kΩ，RFBB=10kΩ
2. 输入电容需考虑(VIN+|VOUT|)总电压，推荐3×10μF/50V陶瓷电容
3. 输出电容选用2×22μF/25V陶瓷电容(有效容值约16μF@12V)
4. VLDOIN连接至负压输出端以提高效率

四、PCB布局指南

1. ‌输入电容布局‌：
   • 尽可能靠近VIN1/VIN2引脚放置
   • 采用对称布局，接地回路使用顶层局部铜皮连接至PGND
   • 底层使用大面积铜皮连接输入引脚
2. ‌输出电容布局‌：
   • 就近布置在VOUT1/VOUT2引脚旁
   • 同样采用对称布局减小EMI
   • 通过多个过孔连接至底层地平面
3. ‌反馈网络‌：
   • 电阻分压器尽量靠近FB引脚
   • 保持走线短捷，远离噪声源
   • 上电阻走线应连接至实际稳压点
4. ‌热设计‌：
   • 采用4层板设计，顶层和底层至少2oz铜厚
   • PGND焊盘下方布置阵列式散热过孔(建议0.3mm直径)
   • 内层布置完整地平面辅助散热

五、行业应用场景

1. ‌工业自动化‌：
   • PLC控制系统电源
   • 工业传感器供电
   • 电机驱动辅助电源
2. ‌测试测量设备‌：
   • 精密仪器模拟部分供电
   • 数据采集系统电源
   • 便携式测试设备
3. ‌通信基础设施‌：
   • 小型基站电源
   • 光模块供电
   • 分布式天线系统(DAS)
4. ‌特殊拓扑应用‌：
   • 逆变Buck-Boost负压生成
   • 多路输出电源系统
   • 电池供电设备