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      TPSM365Rx系列同步降壓轉換器電源模塊技術解析

      科技觀察員 ? 2025-09-02 10:11 ? 次閱讀
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      Texas Instruments TPSM365Rx同步降壓轉換器電源模塊是一款600mA 65V輸入同步降壓直流/直流電源模塊，采用緊湊的3.5mm x 4.5mm x 2mm 11引腳QFN封裝。該設備將功率MOSFET與集成電感器和自舉電容器相結合。TPSM365Rx易于使用，在無負載時具有4μA的超低工作I Q （24V至3.3V V OUT ）。TPSM365Rx具有可調輸出電壓選項，支持1V至13V范圍。該器件針對出色的EMI性能和空間受限型應用進行了優(yōu)化。

      數據手冊：*附件：Texas Instruments TPSM365Rx同步降壓轉換器電源模塊數據手冊.pdf

      TI TPSM365Rx采用具有內部補償的峰值電流模式控制方案，以最小輸出電容保持穩(wěn)定運行。
      精密EN特性可在啟動和關閉期間精確控制設備，開漏PGOOD輸出可精確指示輸出電壓狀態(tài)。TPSM365Rx包括預偏置啟動、過電流和溫度保護功能，使得TPSM365Rx非常適合為各種工業(yè)應用供電。

      TPSM365Rx的小型HotRod? QFN封裝技術可提高熱性能并降低EMI。

      特性

      • 支持功能安全
        • 來輔助功能安全系統(tǒng)設計的文檔
      • 多功能同步降壓直流/直流模塊
        • 集成MOSFET、電感器和控制器
        • 寬輸入電壓范圍：3V至36V
        • 高達40V的輸入瞬態(tài)保護
        • 結溫范圍：?40°C至+125°C
        • 4.5mm x 3.5mm x 2mm包覆成型封裝
        • 使用RT引腳可在200kHz至2.2MHz范圍內調節(jié)頻率
      • 在整個負載范圍內的超高效率
        • 效率大于88%（12V VIN 、5V VOUT 、1MHz、IOUT = 2.5A時）
        • 效率大于87%（24V VIN 、5V VOUT 、1MHz、IOUT = 2.5A時）
        • 低至1.5μA待機I Q （13.5V VIN 時）
      • 針對超低EMI要求進行了優(yōu)化：
        • 雙隨機擴頻 - DRSS
        • 引線框上倒裝芯片封裝 - FCOL
        • 電感器和啟動電容器集成
        • 符合CISPR 11 B類要求
      • 輸出電壓和電流選項
        • 可調輸出電壓為1V至15V

      典型原理圖

      1.png

      效率與輸出電流

      2.png

      功能框圖

      3.png

      TPSM365Rx系列同步降壓轉換器電源模塊技術解析

      產品概述

      TPSM365Rx是德州儀器(TI)推出的高集成度同步降壓DC/DC電源模塊系列，包含TPSM365R3(300mA)和TPSM365R6(600mA)兩個版本。該系列采用創(chuàng)新的HotRod? QFN封裝技術，集成了功率MOSFET、電感和控制器，提供完整的電源解決方案。

      核心特性

      • ?寬輸入電壓范圍?：3V至65V工作電壓，支持70V瞬態(tài)輸入
      • ?超高效率?：>85%效率(12VIN轉3.3VOUT，24VIN轉5VOUT)
      • ?超低靜態(tài)電流?：空載時僅4μA(24VIN轉3.3VOUT)
      • ?先進EMI抑制?：偽隨機擴頻技術，符合CISPR11 Class B標準
      • ?多種配置選項?：
        • 固定輸出(3.3V/5V)和可調輸出(1V-13V)
        • 可編程開關頻率(200kHz-2.2MHz)
        • 支持外部時鐘同步
      • ?完善保護功能?：過流保護、熱關斷、電源良好(PGOOD)指示

      關鍵參數

      電氣規(guī)格

      參數條件最小值典型值最大值單位
      輸入電壓范圍穩(wěn)態(tài)3-65V
      輸出電流TPSM365R3--300mA
      輸出電流TPSM365R6--600mA
      開關頻率范圍RT引腳調節(jié)0.2-2.2MHz
      工作結溫--40-+125°C

      效率表現(xiàn)(典型值)

      輸入電壓輸出電壓負載電流效率
      24V5V600mA84.7%
      24V3.3V600mA80.2%
      48V12V400mA78.5%

      典型應用設計

      1. 工業(yè)控制系統(tǒng)

      2. 消費電子

      3. 醫(yī)療設備

      • 患者監(jiān)護儀
      • 便攜式醫(yī)療儀器
      • ECG心電圖采集系統(tǒng)

      設計要點

      輸入電容選擇

      • 最小要求：2.2μF陶瓷電容(100V)+0.1μF陶瓷電容
      • 推薦TDK C3225X7R2A225K230AB(2.2μF)和GRM188R72A104KA35J(0.1μF)

      輸出電容配置

      • 3.3V輸出：最小20μF有效容值
      • 5V輸出：最小25μF有效容值
      • 推薦Murata GRM32ER71E226M(22μF)多顆并聯(lián)

      PCB布局建議

      1. 輸入電容盡量靠近VIN和GND引腳
      2. 反饋分壓電阻靠近FB引腳
      3. 使用完整地平面層
      4. 開關節(jié)點區(qū)域銅面積最小化
      5. 功率地單獨走線

      性能優(yōu)化技巧

      1. ?EMI抑制?：利用內置擴頻功能，開關節(jié)點下方避免走敏感信號線
      2. ?熱管理?：充分利用封裝底部熱焊盤，推薦2oz銅厚
      3. ?輕載效率?：Auto模式下PFM操作可提升輕載效率
      4. ?瞬態(tài)響應?：可添加前饋電容(CFF)改善負載瞬態(tài)響應

      選型對比

      型號輸出電流輸出配置特殊功能適用場景
      TPSM365R3300mA可調/固定基礎功能低功耗應用
      TPSM365R6600mA可調/固定全功能通用設計
      TPSM365R6V3600mA3.3V固定簡化設計標準化電源軌
      TPSM365R6V5600mA5V固定簡化設計標準化電源軌
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