TPSM843A22 12A降压电源模块深度解析

Texas Instruments TPSM843A22 12A降压电源模块是一款高效18V、12A同步降压模块，采用内部补偿的定频高级电流模式 (ACM) 控制架构。该器件可在FCCM下连续工作，但可产生0.5V至7V输出电压。该模块可提供高效率，同时以高达2.2MHz的开关频率工作。Texas Instruments TPSM843A22采用6.5mm x 7.5mm x 4mm包覆成型封装，因此非常适合用于需要小解决方案尺寸的设计。其他特性包括高精度电压基准、可选软启动时间、单调启动至预偏置输出、可选电流限制、通过EN引脚可调UVLO以及一整套故障保护。

数据手册：*附件：Texas Instruments TPSM843A22 12A降压电源模块数据手册.pdf

特性

• 固定频率、内部补偿、高级电流模式 (ACM) 控制
• 集成6.5mΩ和2mΩ MOSFET、电感器和基本无源元件
• 输入电压范围：4V至18V
• 输出电压范围：0.5V至7V
• 真差分遥感放大器 (RSA)
• 三个可选PWM斜坡选项，优化控制环路性能
• 五个可选开关频率（500kHz、750kHz、1MHz、1.5MHz和2.2MHz）
• 电压基准精度：0.5V、±0.5%（整个温度范围内）
• 可与外部时钟同步
• 1ms、2ms、4ms和8ms可选软启动时间
• 单调启动至预偏置输出
• 使能，带可调输入欠压闭锁
• 电源正常输出监视器
• 输出过压、输出欠压、输入欠压、过流和过热保护
• 工作结温范围：–40°C至125°C
• 6.5mm × 7.5mm × 4.0mm、25引脚包覆成型QFN封装
• 无铅（符合RoHS标准）

功能框图

TPSM843A22 12A降压电源模块深度解析

一、核心特性与设计架构

1. ‌集成化电源解决方案‌
   • 采用B3QFN-RDG封装（6.5mm×7.5mm×4mm），集成：
     • 6.5mΩ高边MOSFET与2mΩ低边MOSFET
     • 电感及基础无源元件
     • 真差分远程感应放大器（RSA）
   • 关键电气参数：| 参数 | 规格 |
     | -------------- | ----------------------- |
     | 输入电压范围 | 4V-18V（工业标准） |
     | 输出电压范围 | 0.5V-7V（±0.5%精度） |
     | 最大输出电流 | 12A连续输出 |
     | 开关频率 | 500kHz-2.2MHz可编程 |
     | 工作温度 | -40°C至+125°C |
2. ‌先进控制技术‌
   • 采用固定频率ACM（先进电流模式）控制架构
   • 内置三种PWM斜坡选项优化环路性能
   • 支持外部时钟同步（±20%频率容差）

二、典型应用设计

3.1 1.0V/12A电源方案

• ‌输入配置‌：
  • 12V主电源输入
  • 4×22μF+2×10μF陶瓷电容滤波
• ‌输出配置‌：
  • 4×100μF陶瓷电容（有效容值380μF）
  • 负载瞬态响应：6A阶跃时ΔVOUT<50mV

3.2 热管理设计

• 热阻参数：
  • RθJA=13.2°C/W（自然对流）
  • 满载时结温升ΔTJ<45℃（TA=25℃）
• PCB布局要点：
  • 使用2oz铜厚散热焊盘
  • 21/22/24/25引脚作为热过孔

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三、性能测试数据

1. ‌效率曲线‌：
   • 峰值效率98%（VIN=12V, IOUT=1A）
   • 12A负载时效率＞85%
2. ‌动态响应‌：
   • 负载阶跃恢复时间＜200μs
   • 输出电压波动＜±3%
3. ‌保护特性‌：
   • 短路响应时间＜100μs
   • 过热关断阈值165°C（30°C迟滞）

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四、设计注意事项

1. ‌环路稳定性‌：
   • 推荐LC谐振频率＜fSW/10
   • 添加56pF前馈电容提升相位裕度
2. ‌PCB布局规范‌：
   • VIN走线宽度≥1mm
   • AGND与PGND单点连接
   • 反馈走线远离功率器件