‌TPSM843521同步降压电源模块技术文档总结

该TPSM843521是一款高效、高功率密度、易于使用的同步降压电源模块，具有很高的设计灵活性。该TPSM843521的工作输入电压范围为3.8V至18V，专为由5V、12V电源总线轨供电的系统而设计。该器件支持高达 5A 的连续输出电流和 98% 的最大占空比。

TPSM843521采用固定频率峰值电流控制和内部补偿，可实现快速瞬态响应以及良好的线路和负载调节。通过优化的内部环路补偿，该器件无需在宽输出电压范围和开关频率上进行外部补偿。
*附件：tpsm843521.pdf

TPSM843521通过RT/SYNC引脚设置的200kHz – 2.2MHz的宽支持开关频率，实现了高度的设计灵活性。该器件可选择脉冲频率调制 （PFM）、轻负载条件下的强制连续导通调制 （FCCM） 以及具有不同配置的 MODE 引脚的可调节软启动 （SS） 时间/电源良好 （PG） 指示器。

TPSM843521提供保护功能，包括热关断、输入欠压锁定、逐周期电流限制和打嗝短路保护。TPSM843521采用 9 引脚、3.3mm × 4.5mm QFN 封装，引脚排列可用于单层 PCB 布局。结温的额定温度为–40°C至125°C。

特性

• 针对广泛的应用进行配置
  • 3.8V 至 18V 输入电压范围
  • 0.6V 至 9V 输出电压范围
  • 高达 5A 的连续输出电流
  • 0.6V ±1% 基准电压（–40°C 至 125°C）
  • 28uA的低静态电流（典型值）
  • 70ns，114ns 最小导通、关断时间
  • 8us 最大开关导通时间
  • 98% 最大占空比
• 易于使用和小设计尺寸
  • 带内部补偿的峰值电流控制模式
  • 200kHz至2.2MHz可选频率
  • 可与外部时钟同步（支持相移）：200kHz至2.2MHz
  • 轻负载条件下可选择 PFM / FCCM
  • 可选可调软启动时间，电源良好指示灯功能
  • 具有良好的 EMI 性能，具有扩频和优化的引脚排列
  • 高侧和低侧 MOSFET 的打嗝过流 （OC） 限制
  • 非锁存保护，用于过热保护 （OTP）、过流保护 （OCP）、过压保护 （OVP）、欠压保护 （UVP） 和欠压锁定 （UVLO）
  • 集成自举电容器和电感器，支持轻松的 PCB 布局
  • 工作结温为 –40°C 至 125°C
  • 3.3mm × 4.5mm × 2mm QFN 封装

参数

方框图

‌1. 产品概述‌
TPSM843521是德州仪器（TI）推出的高效、高功率密度同步降压电源模块，具有以下核心特性：

• ‌输入电压范围‌：3.8V至18V，适用于5V/12V总线供电系统。
• ‌输出能力‌：0.6V至9V可调输出电压，最大连续输出电流5A，峰值效率达98%。
• ‌封装尺寸‌：3.3mm × 4.5mm × 2mm QFN封装，集成电感和 bootstrap 电容，简化PCB布局。

‌2. 关键特性‌

• ‌控制模式‌：峰值电流控制模式，内置补偿，无需外部补偿电路。
• ‌频率可调‌：200kHz至2.2MHz可编程开关频率，支持外部时钟同步。
• ‌工作模式选择‌：通过MODE引脚配置轻载时的PFM（脉冲频率调制）或FCCM（强制连续导通模式）。
• ‌保护功能‌：
  • 过温保护（OTP）、过流保护（OCP）、过压保护（OVP）、欠压保护（UVP）。
  • 输入欠压锁定（UVLO）和热关断（165°C触发，30°C滞后）。

‌3. 典型应用‌

• 医疗设备、测试测量仪器、楼宇自动化。
• 有线/无线网络基础设施、分布式电源系统。

‌4. 引脚功能与配置‌

• ‌EN引脚‌：使能控制，支持外部电阻分压调整UVLO阈值。
• ‌FB引脚‌：反馈输入，通过电阻分压设置输出电压（基准电压0.6V±1%）。
• ‌SS/PG引脚‌：可配置为软启动（外接电容设定时间）或电源就绪指示（开漏输出）。
• ‌RT/SYNC引脚‌：设置开关频率或同步外部时钟（支持相位偏移功能）。

‌5. 设计灵活性‌

• ‌软启动‌：通过SS/PG引脚电容调整启动时间，支持预偏置输出。
• ‌相位偏移‌：多模块并联时可降低输入纹波（需配置MODE引脚电容）。
• ‌频率折返‌：在低压差或最小导通时间条件下自动降低频率以维持调节。

‌6. 性能参数‌

• ‌静态电流‌：28μA（PFM模式典型值）。
• ‌开关时序‌：最小导通时间70ns，最小关断时间114ns。
• ‌EMI优化‌：支持频率扩频（±8%调制）降低噪声。

‌7. 文档结构‌

• 包含详细规格（电气特性、热参数）、功能框图、应用电路示例及布局建议。
• 提供Webench® Power Designer工具支持自定义设计。

‌8. 生产与支持‌

• 符合JEDEC ESD标准（HBM 3000V，CDM 1000V）。
• 工作结温范围：-40°C至125°C，适用于工业环境。

该文档为工程师提供了从选型到实现的全面指导，强调高集成度与易用性，适用于空间受限的高效电源设计需求。