TPS53681 双通道 6+2/5+3 D-CAP+TM 多相降压控制器数据手册

TPS53681 是一款具有双通道、内置非易失性存储器 （NVM） 和 PMBus™ 接口的多相降压控制器，并且与 TI NexFET ™功率级完全兼容。先进的控制功能，如具有下冲减少 （USR） 的 D-CAP+ ™ 架构，可提供快速瞬态响应、低输出电容和高效率。该器件还提供新颖的相位交错策略和动态切相，以提高不同负载下的效率。该器件支持快速动态电压转换，转换速率可调。此外，该器件还支持 PMBus 通信接口，用于向系统报告电压、电流、功率、温度和故障条件的遥测数据。所有可编程参数均可通过 PMBus 接口进行配置，并可以作为新的默认值存储在 NVM 中，以最大限度地减少外部元件数量。

TPS53681 器件采用耐热增强型 40 引脚 QFN 封装，额定工作温度范围为 –40°C 至 125°C。
*附件：TPS53681 双通道（6 相 + 2 相）或（5 相 + 3 相）D-CAP+ ™ 降压多相控制器，带 NVM 和 PMBus™ 数据表.pdf

特性

• 转换输入电压范围：4.5 V 至 17 V
• 8 位 DAC，具有可选的 5 mV 或 10 mV 分辨率，双通道输出范围为 0.25 V 至 1.52 V 或 0.5 V 至 2.8125 V
• 相位配置
  • 最大 （6 相 + 2 相） 或 （5 相 + 3 相）
  • 最小 （1 相 + 1 相）
• 用于高效高频开关的无驱动器配置
• 通过 PMBus 接口实现具有可编程转换速率的动态输出电压转换
• 带闭环频率控制的频率选择：300 kHz 至 1 MHz
• 可编程内部环路补偿
• 可配置非易失性存储器 （NVM），以实现低外部元件数量
• 单独的相电流校准和报告
• 具有可编程电流阈值的动态切相功能，可在轻负载和重负载下优化效率
• 用于减少下冲 （USR） 的快速相位添加
• 与 TI NexFET™ 功率级完全兼容，适用于高密度解决方案
• 精确、可调的电压定位
• 获得专利的 AutoBalance™ 相位平衡
• 可选 16 级每相电流限制
• PMBus™ 系统接口，用于遥测电压、电流、功率、温度和故障条件
• 低静态电流
• 5 mm × 5 mm、40 引脚、QFN PowerPad™ 封装

参数

方框图

1. 产品概述

• ‌型号‌：TPS53681
• ‌类型‌：双通道（6相 + 2相）或（5相 + 3相）D-CAP+™降压多相控制器
• ‌特点‌：内置非易失性存储器（NVM）和PMBus™接口，支持快速瞬态响应和低输出电容设计。

2. 主要特性

• ‌转换输入电压范围‌：4.5V至17V
• ‌双通道设计‌：支持独立的双通道输出电压调节
• ‌高精度DAC‌：8位DAC，可选5mV或10mV分辨率，输出范围灵活
• ‌动态性能‌：支持动态输出电压过渡、动态相位增减以优化效率
• ‌监控与报告‌：通过PMBus接口报告电压、电流、功率、温度和故障条件

3. 应用领域

• 网络处理器电源（如Broadcom®、Cavium®）
• 数据中心、校园和分支交换机
• 核心和边缘路由器
• 高电流FPGA电源（如Intel®、Xilinx®）

4. 功能框图与引脚说明

• ‌功能框图‌：展示了控制器的核心功能模块，包括D-CAP+™架构、PWM生成器、误差放大器、相位管理器等。
• ‌引脚说明‌：详细说明了各引脚的功能，如PWM输出、电流感测输入、使能输入、复位输出等。

5. 关键参数

• ‌电气特性‌：包括输入电流感测精度、输出电压精度、负载线设置等。
• ‌保护特性‌：过流保护、过压保护、欠压保护、过热保护等。
• ‌动态性能‌：相位增减阈值、相位平衡、快速瞬态响应等。

6. 工作模式

• ‌正常工作模式‌：根据负载需求调节输出电压和电流。
• ‌待机模式‌：在轻载或无负载条件下降低功耗。
• ‌故障保护模式‌：检测到故障时，控制器停止工作并发出警报。

7. 典型应用

• 提供了详细的典型应用电路图和设计步骤，包括电感选择、输出电容选择、相位配置等。
• 设计步骤涵盖了从设计要求到实际电路实现的整个过程。

8. 布局指南

• 提供了PCB布局建议，以优化电源转换性能和热性能。
• 强调了关键信号线的布局和布线要求，以最小化噪声和干扰。

9. 设备支持

• 提供了TI E2E™支持论坛的链接，供工程师获取快速验证答案和设计帮助。
• 提供了相关文档和应用笔记的链接，以帮助用户更好地理解和使用产品。

10. 封装信息

• 采用40引脚QFN封装，尺寸为5mm × 5mm。

11. 注意事项

• 在设计过程中需要仔细考虑布局和布线，以符合布局指南的要求。
• 应遵循数据表中提供的典型应用和设计步骤，以确保最佳性能和可靠性。