Texas Instruments TPSM63603同步降压电源模块是一款结合了屏蔽电感器、功率MOSFET和无源元件的高度集成的36V、3A DC/DC解决方案。每个模块在封装角设有VIN 和VOUT 引脚。它们是为了优化输入和输出电容器的布局。模块下方具有四个较大的散热焊盘，可在制造过程中实现简单布局和轻松处理。

数据手册：

*附件：TPSM63603数据手册.pdf

*附件：TPSM63603E数据手册.pdf

Texas Instruments TPSM63603的输出电压范围为1V至16V，设计用于在小尺寸内实现低EMI设计。该解决方案仅需四个外部元件，无需选择设计过程的磁性元件和补偿部分。

尽管TPSM63603模块是为了在空间受限应用中实现小尺寸和简单性，但它还提供了许多实现强大性能的功能。这些特性包括：用于可调输入电压UVLO的迟滞精密使能；用于改善EMI的电阻器可编程开关节点转换速度，集成V CC ，以及用于提高可靠性的自举和输入电容器。还包括更高密度；为增强负载瞬态性能在全负载电流范围内的恒定开关频率；以及用于测序、故障保护和输出电压监测的PGOOD指示器。

特性

• 多功能同步降压直流/直流模块
  • 集成MOSFET、电感器和控制器
  • 该器件具有3V至36V宽输入电压范围
  • 可调输出电压：1V至16V
  • 4mm × 6mm × 1.8mm包覆成型封装
  • 结温范围
    • TPSM63603 (–40°C至125°C)
    • TPSM63603E (–55°C至125°C)
  • 可通过RT引脚或外部同步信号在200kHz至2.2MHz范围内调节频率
  • 负输出电压应用功能
• 在全负荷范围内的超高效率
  • 峰值效率：93%（12VIN 、5VOUT 、1MHz时）
  • 用于提升效率的外部偏置选项
  • 关断静态电流：0.6µA（典型值）
• 超低传导和辐射EMI特性
  • 低噪声封装，具有双输入路径和集成电容器，可减少开关振铃
  • 扩频调制（S后缀）
  • 电阻器调节的开关节点压摆率
  • 恒定频率FPWM工作模式
  • 符合CISPR 11和32 B类发射要求
• 适用于可扩展电源
  • 引脚兼容TPSM63602 (36V, 2A)
• 固有保护特性实现稳健设计
  • 一个精密使能输入和开漏PGOOD指示灯，用于排序、控制和VIN UVLO
  • 过流和热关断保护

功能框图

TPSM63603高密度电源模块技术解析与应用指南

一、产品概述

TPSM63603是德州仪器(TI)推出的一款高集成度同步降压DC/DC电源模块，采用增强型HotRod™ QFN封装，尺寸仅为4mm×6mm×1.8mm。该模块集成了功率MOSFET、屏蔽电感、控制器及无源元件，提供完整的降压转换解决方案。

‌关键特性‌：

• 宽输入电压范围：3V至36V
• 可调输出电压：1V至16V
• 最大输出电流：3A
• 开关频率可调：200kHz至2.2MHz
• 峰值效率达93%（12V输入转5V输出时）
• 超低静态电流：关断时仅0.6μA(典型值)

二、核心功能解析

1. 集成化设计优势

TPSM63603的创新之处在于其高度集成的设计：

• ‌全集成功率级‌：包含上下管MOSFET、电感和补偿网络
• ‌简化布局‌：只需4个外部元件即可工作
• ‌优化引脚排列‌：VIN和VOUT引脚位于封装角落，便于电容布局

2. EMI优化特性

模块针对电磁干扰(EMI)进行了多项优化：

• ‌双输入路径设计‌：降低寄生电感，减少开关振铃
• ‌集成输入电容‌：提高可靠性并增加功率密度
• ‌可选扩展频谱调制‌(S后缀型号)：降低峰值辐射
• ‌可调开关节点压摆率‌：通过RBOOT/CBOOT引脚配置

3. 保护功能

内置多重保护机制确保系统可靠性：

• 精密使能输入和开漏PGOOD指示
• 过流保护(OCP)与热关断(TSD)
• 输入欠压锁定(UVLO)
• 短路保护的打嗝模式

三、典型应用设计

1. 电路配置要点

‌输出电压设置‌：
通过外部电阻分压器RFBT和RFBB设置，公式为：
VOUT = VFB × (1 + RFBT/RFBB)
其中VFB典型值为1.0V，RFBB推荐值为10kΩ

‌开关频率设置‌：
通过RT引脚电阻(RRT)或外部SYNC信号调节：

• 200kHz-2.2MHz可调范围
• 使用RT引脚时，RRT=66.5kΩ对应200kHz，RRT=5.626kΩ对应2.2MHz

2. 外围元件选择

‌输入电容‌：

• 最小要求：2×4.7μF陶瓷电容
• 推荐50V耐压，X7R/X7S介质
• 布局时尽量靠近模块VIN引脚

‌输出电容‌：

• 最小有效电容要求取决于输出电压：
  • 1V输出：400μF
  • 3.3V输出：40μF
  • 5V输出：25μF
• 建议使用多个陶瓷电容并联

3. 能效优化技巧

‌VLDOIN连接‌：

• 当VOUT>3.1V时，将VLDOIN连接至VOUT可显著提高效率
• 例如VIN=24V，VOUT=5V时，效率可提升约5%

‌散热设计‌：

• 四个大型散热焊盘位于模块底部
• 建议使用多层PCB并增加过孔散热
• 环境温度105°C下全负载工作需保证良好气流

四、应用实例

1. 工业用3A降压转换器

‌设计参数‌：

• 输入：24V
• 输出：5V/3A
• 开关频率：1MHz(RRT=13kΩ)

‌关键元件‌：

• 输入电容：2×4.7μF/50V陶瓷
• 输出电容：2×47μF/10V陶瓷
• 反馈电阻：RFBT=40.2kΩ，RFBB=10kΩ

‌性能指标‌：

• 峰值效率：91%
• 负载调整率：±1%
• 工作温度范围：-40°C至125°C

2. 反相降压-升压配置

‌设计参数‌：

• 输入：12-24V
• 输出：-5V/2A
• 开关频率：1MHz

‌设计要点‌：

• 最大输出电流受占空比限制
• 需注意输入电容耐压应大于VIN+|VOUT|
• 可添加肖特基二极管抑制输入瞬态导致的输出尖峰

五、布局指南

1. ‌功率回路最小化‌：
   • 保持VIN电容尽可能靠近模块引脚
   • 使用短而宽的PCB走线
2. ‌接地策略‌：
   • AGND与PGND单点连接
   • 避免敏感模拟地与功率地混合
3. ‌热管理‌：
   • 最大化底部散热焊盘铜面积
   • 使用多个过孔连接至内部地层
4. ‌反馈路径‌：
   • 保持FB走线短且远离噪声源
   • RFBT/RFBB尽量靠近FB引脚

六、选型建议

TPSM63603系列包含多个衍生型号：

• ‌TPSM63603‌：基础可调输出型号
• ‌TPSM63603S‌：带扩展频谱调制
• ‌TPSM63603V3‌：固定3.3V输出
• ‌TPSM63603V5‌：固定5V输出

‌适用领域‌：

• 测试测量设备
• 航空航天与国防
• 工业自动化
• 通信基础设施