TPS546D24 具有 PMBus 的 2.95V 至 16V、可堆叠 40A 同步 SWIFT™ 降压转换器数据手册

TPS546D24 是一款高度集成的非隔离式直流/直流转换器，能够从 7mm × 5mm 封装实现高频作和 40A 电流输出。两个、三个和四个 TPS546D24 设备可以互连，在单个输出上提供高达 160 A 的电流。该器件可以选择通过 VDD5 引脚使用外部 5V 电源对内部 5V LDO 进行过驱动，以提高转换器的效率并降低功耗。

TPS546D24 采用专有的固定频率电流模式控制，具有输入前馈和可选的内部补偿元件，可在较宽的输出电容范围内实现最小尺寸和稳定性。
*附件：tps546d24.pdf

支持 1MHz 时钟的 PMBus 接口为转换器配置以及监控关键参数（包括输出电压、输出电流和内部芯片温度）提供了一个方便的标准化数字接口。根据系统要求，可以将对故障条件的响应设置为 restart、latch off 或 ignore。堆叠器件之间的反向通道通信使为单个输出轨供电的所有 TPS546D24 转换器能够共享单个地址，从而简化系统软件/固件设计。包括输出电压、开关频率、软启动时间和过流故障限制在内的关键参数也可以通过 BOM 选择进行配置，无需 PMBus 通信，以支持无程序上电。

特性

• 分离轨支持：2.95V 至 16V PVIN;2.95V 至 18V AVIN （4V在VDD5 用于开关）
• 集成 4.5mΩ/0.9mΩ MOSFET
• 具有可选内部补偿的平均电流模式控制
• 2×、3x、4× 可堆叠，均流电流高达 160 A，每个输出支持单个地址
• 可通过引脚搭接选择 0.6V 至 5.5V 输出，或通过 PMBus VOUT_COMMAND选择 0.25V 至 5.5V 输出
• 广泛的 PMBus 命令集，具有 V 遥测功能外我外和内部芯片温度
• 具有内部 FB 分压器的差分遥感，< 1% V外误差 –40°C 至 +150°C TJ
• 通过 PMBus 实现 AVS 和裕量调节功能
• MSEL 引脚 引脚编程 PMBus 默认值
• 12 种可选开关频率，从 225 kHz 到 1.5 MHz（8 引脚搭接选项）
• 频率同步输入/同步输出
• 支持预偏置输出
• 支持强耦合电感器
• 7 mm × 5 mm × 1.5 mm，40 引脚 QFN，
  间距 = 0.5 mm

参数

方框图

1. 主要特点

• ‌高集成度‌：非隔离DC/DC转换器，封装尺寸小（7mm × 5mm × 1.5mm），输出电流高达40A。
• ‌多相并联‌：支持2×、3×、4×并联，最大输出电流可达160A，适合高电流需求应用。
• ‌灵活输出‌：输出电压范围0.6V至5.5V（通过引脚配置）或0.25V至5.5V（通过PMBus调节）。
• ‌PMBus接口‌：提供广泛的PMBus命令集，用于配置、监控和故障响应。
• ‌差分遥测‌：内置差分遥测放大器，输出电压误差小于1%。
• ‌多频率选项‌：提供12种可选开关频率，范围从225kHz到1.5MHz。
• ‌温度监控‌：通过PMBus监控内部结温。

2. 应用领域

• 数据中心交换机、机架服务器
• 活性天线系统、远程无线电和基带单元
• 自动测试设备、CT、PET和MRI
• ASIC、SoC、FPGA、DSP核心和I/O电压

3. 功能描述

• ‌固定频率电流模式控制‌：结合输入前馈和可选内部补偿，实现稳定输出和快速瞬态响应。
• ‌远程电压感应‌：支持差分远程感应，提高输出电压精度。
• ‌热管理‌：内置热保护，防止过热损坏。
• ‌多相均流‌：支持多相并联时的电流均流，确保各相负载均衡。
• ‌同步时钟‌：支持频率同步输入/输出，便于多相并联应用。

4. 封装与引脚

• ‌封装‌：40引脚QFN封装，带裸露热垫，尺寸7mm × 5mm × 1.5mm。
• ‌关键引脚‌：包括PMBus数据/时钟引脚、使能/欠压锁定引脚、BOOT引脚、SW引脚等。

5. 设计考虑

• ‌元件选择‌：根据应用需求选择合适的输入/输出电容器、电感器和反馈电阻。
• ‌布局与散热‌：优化布局以减少噪声和电磁干扰，确保热垫良好接地以提供有效的散热路径。
• ‌PMBus配置‌：通过PMBus配置输出电压、电流限制、软启动时间等参数。

6. 文档与支持

• 提供详细的数据手册和应用指南。
• 支持使用TI的WEBENCH® Power Designer工具进行定制设计。
• 提供TI Fusion Digital Power Designer软件，用于通过PMBus配置和监控设备。

7. 注意事项

• 在设计前应仔细阅读数据手册，确保正确理解和应用所有特性和限制。
• 在选择元件和布局时应考虑电磁兼容性和热管理。
• 避免超过绝对最大额定值，以防止设备损坏。