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集成的高电流电源模块:来自德州仪器的35安培35伏

2018年3月8日经过尼克戴维斯

德州仪器已发布固定频率降压功率模块,可在0.5至2V的输出电压下提供高达35个放大器的可提供可提供35个放大器。

德州仪器已发布固定频率降压功率模块,可在0.5至2V的输出电压下提供高达35个放大器的可提供可提供35个放大器。

德州仪器的TPSM846C24是一个固定频率降压DC/DC转换器,它将控制器、功率mosfet、电感和它们的相关组件集成到一个59引脚QFM(四平模块)封装中。如您所见,这不是您可能在CAD库中找到的内存占用类型。

不完全是标准的包装…

毫无疑问,该设备是高度集成的,但它确实需要一些外部无源组件来设置操作参数。虽然下图乍一看可能有点难以置信,但实际上,选择这些组件并不太难……给出了TI在数据表中提供的所有有用的指导。谢谢,TI !

TPSM846C24及其外部组件。图取自数据表(PDF)。

外部组件

最小电容的要求

根据标题为最小电容的要求(第12页第7.3.1节),为了使该设备正常运行,必须满足以下最小电容要求:

  • 输入电容:4个22µF(或2个47µF)的陶瓷电容器加上一个330µF的大容量电容器(上图中的C1-C5)。
  • 输出电容:四个47μF(或两种100μF)陶瓷电容加上两个470μF,低 -ESR聚合物电容器;聚合物电容器的组合ESR必须不大于5MΩ(C10-C15)。
  • 模拟电源路径(VINBP)绕过网络:1μF陶瓷电容器和10 NF陶瓷电容器必须跨引脚50和51(C7和C8)连接。
  • 两个内部LDO:6.5 V轨需要一个4.7µF的陶瓷电容(C6),跨管脚48和49;3.3 V轨需要一个2.2µF的陶瓷电容(C9),跨管脚47和51。

赔偿网络

该模块需要外部电阻 - 电容器(R.筹码C筹码)跨销6放置的补偿网络(差点)和销7(FB.);这些组件的值是输出电容和IC的工作频率总量的函数。虽然数据表向这两个组件推荐值,但建议只使用低ESR和聚合物型电容器,而TI也建议我们,“最终值应通过使用标准电源评估技术测试系统稳定性来确定。”

C的推荐值筹码和R筹码, 来自数据表(PDF)。

设置输出电压

如前所述,该功率模块能够提供输出电压(V.)从0.5到2.0 V.一个电阻,即r这一切都需要设置该电压所需的一切;如下图所示,该电阻放置在引脚7和10之间,并且其值可以使用图中所示的等式来计算。

r.电阻。图和表从数据表(PDF)。

微分遥感

由于该功率模块的大输出电流能力,在考虑负载调节时,关联的IR跌落的占点很重要。“IR DROP”是指模块和负载之间存在的电阻的电压降。您可能会想知道为什么设计师将在此高电流路径中插入电阻。好吧,通常他们不会,但是我们仍然具有由模块的联系人和PCB迹线呈现的无意的阻力。这种电阻较低,但在处理高电流时,低电阻仍然会导致非智能电压损耗。

该IC提供差动远程检测放大器,允许您直接在负载处感测电压,从而绕过IR掉落。见7.3.5节(微分遥感)以获取更多信息。

大电流的能力

如果您喜欢这一部分,但发现35 A对您的应用程序不是足够的电流,请不要刚刚在其他地方看,因为该功率模块可以与第二设备并联连接,用于总输出电流为70 A.

While we’re on the subject of pushing output currents toward the max, remember that whenever you’re dealing with high currents, it’s a good idea to devote some time to thermal considerations (i.e., moving heat away from the components and into the surrounding environment). And although this device can操作在高达105°C的环境温度下,其能力并不完全免受高温环境,如下面的降额图所示。

降额,从数据表

布局的建议

tpsm846c24与许多其他高性能、高度集成的集成电路和模块一样,如果你不给它一个最佳的布局,它就不能提供最佳的性能。幸运的是,除了两页在PCB布局的指导方针(见页24 - 25日),包括顶边和底边PCB布局的建议(见下图),TI提供了四页相关包本身,包括一个详细的计划大纲,焊接掩模和焊膏的细节,一个land-pattern的例子。这些都是特别方便的,因为这个包似乎是非常独特的。

数据表提供了一个顶部和底部PCB布局的示例。


您有机会从TI使用此新电源模块吗?或者您试图将此设备进行比较µ模块线性技术的组件?如果是的话,请留下评论并告诉我们你的想法。