Texas Instruments TPS53830集成降压数字转换器是D-CAP+™模式集成降压转换器，用于DDR5 on-DIMM电源。TPS53830为DIMM模块上的DRAM芯片提供VDD、VDDQ和VPP电压，具有可配置电流能力。

数据手册：*附件：Texas Instruments TPS53830集成降压数字转换器数据手册.pdf

TI TPS53830集成降压数字转换器具有大电流轨，能够配置为两相或两个输出，提供高达12A（或6A + 6A）电流，带D-CAP+™模式控制。

TPS53830具有内部补偿，减少了外部元件数量，简单易用。TPS53830转换器支持全套遥测，包括输入电压、输出电压、输出电流、过压、欠压、过流限制和过热保护。

TPS53830采用散热增强型35引脚QFN封装，工作温度范围为-40°C至+125°C。

特性

• 单硅器件设计，支持DDR5应用
• 3个输出，可支持VDD (1.1V)、VDDQ (1.1V) 和VPP (1.8V)，并具有可选的第4个输出 (VDD2)
• 3个输出：VDD为12A（SWA双相）、VDDQ为6A (SWC)、VPP为5A (SWD)
• 4个输出：VDD1为6A（SWA）、VDD2为6A (SWB)、VDDQ为6A (SWC)、VPP为5A (SWD)
• 差分遥感：VDD、VDDQ和VPP
• D-CAP+™控制，可实现快速瞬态响应
• 4.5V至15V宽输入电压
• 可编程内部环路补偿
• 每相逐周期电流限制
• 可编程频率：500kHz至1.375MHz
• 支持用于电压、电流、功率、温度和故障状况遥测的I^2^C和I^3^C总线接口
• 过流、过压和过热保护
• 持久寄存器（黑盒）功能
• 低静态电流
• 5mm×5mm，35引脚，QFN PowerPad™封装

简化应用

TPS53830：专为DDR5内存模块设计的高集成度数字降压转换器

引言

随着DDR5内存技术在服务器和数据中心中的快速普及，对内存模块电源管理的要求也日益提高。Texas Instruments推出的TPS53830是一款高度集成的多输出降压转换器，专门为DDR5 On-DIMM（双列直插内存模块）电源供应而设计。该器件通过单芯片解决方案提供VDD、VDDQ和VPP三种关键电压，满足了DDR5内存对电源精度、瞬态响应和功率密度的严苛要求。

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一、TPS53830核心特性概览

TPS53830是一款基于D-CAP+™控制模式的全集成数字降压转换器，具有以下突出特点：

• 多输出配置 ：
  • 3输出模式：VDD（12A双相）、VDDQ（6A）、VPP（5A）
  • 4输出模式：VDD1（6A）、VDD2（6A）、VDDQ（6A）、VPP（5A）
• 高精度远程检测 ：支持VDD、VDDQ和VPP的差分远程感知
• 宽输入电压范围 ：4.5V至15V，适应服务器电源环境
• 可编程开关频率 ：500kHz至1.375MHz，优化效率与体积
• 数字接口支持 ：I²C和I3C总线，用于电压、电流、功率和温度的遥测
• 全面保护机制 ：过流、过压、过热保护，具备持久寄存器（黑匣子）功能
• 紧凑封装 ：5mm × 5mm QFN PowerPad™封装，适合DIMM模块空间限制

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二、架构与技术创新

2.1 D-CAP+™控制模式

TPS53830采用D-CAP+™自适应导通时间控制架构，无需外部补偿网络即可实现快速瞬态响应。该技术特别适合DDR5内存负载快速变化的场景，能有效降低输出电容需求，减小解决方案尺寸。

2.2 多相输出配置

器件支持灵活的相位配置：

• VDD输出可配置为双相 ，提供最高12A输出能力，改善热分布和纹波性能
• 独立控制的VDDQ和VPP输出 ，确保各电压轨的稳定性和独立性

2.3 全数字遥测与监控

通过I²C/I3C接口，系统可实时读取：

• 输入/输出电压、输出电流、功耗
• 芯片温度、故障状态记录
• 持久寄存器保存关键故障信息，便于系统诊断

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三、DDR5内存电源需求与TPS53830的匹配性

3.1 DDR5电源架构简介

DDR5内存模块需要三种核心电源：

• VDD ：核心电压，通常为1.1V，要求高电流、低纹波
• VDDQ ：I/O电压，同样为1.1V，需与VDD隔离
• VPP ：激活电压，为1.8V，用于字线驱动

3.2 TPS53830的优化设计

• 差分远程检测 ：补偿DIMM连接器与PCB走线压降，提升电压精度
• 可编程软启动 ：避免上电冲击，符合JEDEC标准
• 循环电流限制 ：保护MOSFET和电感，提高系统可靠性

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四、典型应用设计考量

4.1 输出配置选择

根据目标DIMM类型选择输出模式：

• 高性能服务器DIMM ：推荐使用3输出模式，VDD配置为双相以支持更高电流
• 标准容量DIMM ：可选用4输出模式，平衡功耗与成本

4.2 布局建议

• 功率路径最短化 ：输入电容靠近VIN引脚，输出电感与电容紧凑布局
• 信号隔离 ：远程检测走线远离开关节点，避免噪声耦合
• 热管理 ：利用PowerPad™与PCB地平面连接，通过过孔散热

4.3 外部元件选型

• 电感选择 ：根据开关频率和负载电流选择低DCR、高饱和电流电感
• 输出电容 ：使用低ESR陶瓷电容，优化瞬态响应
• 输入电容 ：建议使用高频陶瓷电容与bulk电解电容组合

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五、系统集成与遥测功能

5.1 I²C/I3C接口应用

通过数字接口可实现：

• 实时监控 ：读取各输出轨的电压、电流和温度
• 故障记录 ：访问黑匣子寄存器，分析历史故障原因
• 动态调整 ：根据需要调整输出电压或开关频率

5.2 与BMC或CPLD的协作

TPS53830可与基板管理控制器（BMC）或复杂可编程逻辑器件（CPLD）配合，实现：

• 电源序列控制
• 故障预警与日志记录
• 能效优化策略执行

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六、应用场景与市场定位

TPS53830主要面向以下应用：

• 服务器DDR5 DIMM模块
• 高性能计算内存子系统
• 数据中心存储服务器
• 工作站和高端台式机内存模块