Texas Instruments TPS544C26同步降壓轉(zhuǎn)換器是一款高度集成的降壓式轉(zhuǎn)換器，采用D-CAP+控制拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，可實(shí)現(xiàn)快速瞬時(shí)響應(yīng)。所有可編程參數(shù)均可通過^I2C^接口進(jìn)行配置，而且可作為新的默認(rèn)值存儲(chǔ)在NVM中，以最大限度減少外部組件數(shù)量。得益于以上特性，使得該器件非常適合用于空間受限的應(yīng)用。TPS544C26器件設(shè)計(jì)為與Intel CPU配合使用，非常適合用于Intel服務(wù)器和SoC平臺(tái)中的單相、中低電流SVID電源軌。

數(shù)據(jù)手冊(cè)；*附件：Texas Instruments TPS544C26同步降壓轉(zhuǎn)換器數(shù)據(jù)手冊(cè).pdf

該器件提供針對(duì)過電流限制、VOUT OVF/UVF和OTF的故障管理和狀態(tài)報(bào)告。TPS544C26器件提供一整套遙測功能，包括VOUT 、IOUT 和IC溫度。此外，還通過外部感應(yīng)電阻器提供輸入功率監(jiān)控，以實(shí)現(xiàn)電路板級(jí)電源管理。Texas Instruments TPS544C26是一款無鉛器件，符合 RoHS 標(biāo)準(zhǔn)，無需豁免。

特性

• 適用于SVID軌的單芯片電源
• 符合Intel VR13 SVID標(biāo)準(zhǔn)
• ^I2C^接口，帶NVM，用于配置、遙測 (V/I/T) 和故障報(bào)告
• 針對(duì)DDR5存儲(chǔ)器RAPL的輸入功率監(jiān)控
• 集成4.0mΩ和1.0mΩ MOSFET，可實(shí)現(xiàn)35A持續(xù)電流運(yùn)行
• 支持外部5V偏置，從而提高效率并實(shí)現(xiàn)2.7V最小輸入電壓
• VOUT可編程范圍：0.25V至3.04V
• 精密電壓基準(zhǔn)和差分遙感，可實(shí)現(xiàn)高精度輸出
  • 0°C至85°C TJ 范圍內(nèi)的V OUT 容差：±0.5%
  • –40°C至125°C TJ 范圍內(nèi)的VOUT 容差：±1%
• D-CAP+?控制拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，具有快速瞬時(shí)響應(yīng)，支持所有陶瓷輸出電容器
• 可編程內(nèi)部回路補(bǔ)償，包括壓降
• 可選逐周期谷值電流限制
• DCM或FCCM運(yùn)行模式下的可選工作頻率：0.6MHz至1.2MHz
• 安全啟動(dòng)到預(yù)偏置輸出
• 可編程軟啟動(dòng)時(shí)間：1ms至16ms
• 可編程軟停止時(shí)間：0.5ms至4ms
• 開漏電源良好輸出 (VRRDY) 和災(zāi)難性故障指示器 (CAT_FAULT#)
• 可編程過電流、過電壓、欠壓、過熱保護(hù)
• 5mm × 6mm、37引腳WQFN-FCRLF封裝

功能框圖

基于TPS544C26的高效同步降壓轉(zhuǎn)換器設(shè)計(jì)與應(yīng)用

引言

Texas Instruments的TPS544C26是一款高度集成的同步降壓轉(zhuǎn)換器，專為現(xiàn)代服務(wù)器、云計(jì)算和網(wǎng)絡(luò)設(shè)備中的點(diǎn)負(fù)載(POL)應(yīng)用而設(shè)計(jì)。這款4V至16V輸入、35A輸出的降壓轉(zhuǎn)換器采用D-CAP+?控制拓?fù)?，具有快速瞬態(tài)響應(yīng)能力，支持全陶瓷輸出電容器配置。本文將深入分析TPS544C26的關(guān)鍵特性、工作原理以及典型應(yīng)用設(shè)計(jì)。

器件概述

TPS544C26是一款單芯片電源解決方案，特別適合作為Intel? VR13 SVID兼容電源軌。其主要特點(diǎn)包括：

• ?寬輸入電壓范圍?：4V至16V工作輸入范圍(瞬態(tài)耐壓高達(dá)30V)
• ?大電流輸出?：集成4.0mΩ(高邊)和1.0mΩ(低邊)MOSFET，支持35A連續(xù)電流
• ?高精度輸出?：±0.5%輸出電壓精度(0°C至85°C)，±1%精度(-40°C至125°C)
• ?雙控制接口?：支持SVID和I2C接口，便于系統(tǒng)集成和監(jiān)控
• ?靈活配置?：輸出電壓可編程范圍0.25V至3.04V
• ?高效設(shè)計(jì)?：開關(guān)頻率可調(diào)(0.6MHz至1.2MHz)，支持DCM或FCCM模式

關(guān)鍵特性詳解

1. 功率轉(zhuǎn)換架構(gòu)

TPS544C26采用D-CAP+控制模式，這是一種基于紋波的恒定導(dǎo)通時(shí)間控制方案，具有以下優(yōu)勢：

• 無需外部補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò)
• 對(duì)輸出電容器ESR不敏感
• 快速負(fù)載瞬態(tài)響應(yīng)
• 支持全陶瓷輸出電容配置

器件集成了差分遠(yuǎn)程檢測放大器，可直接感應(yīng)負(fù)載端的電壓，補(bǔ)償PCB走線壓降，確保高精度穩(wěn)壓。

2. 保護(hù)功能

TPS544C26提供全面的保護(hù)功能，確保系統(tǒng)安全可靠運(yùn)行：

• ? 過流保護(hù)(OCP) ?：可編程谷值電流限制(8.5A至44A)
• ? 過壓保護(hù)(OVP) ?：
  • 跟蹤OVP：80mV至360mV高于設(shè)定值(可編程)
  • 固定OVP：1.5V或1.8V(5mV步長)，2.4V或3.0V(10mV步長)
• ? 欠壓保護(hù)(UVP) ?：150mV至360mV低于設(shè)定值(可編程)
• ?熱關(guān)斷?：166°C典型閾值(153°C至179°C范圍)

3. 監(jiān)測與通信

• ?SVID接口?：完全兼容Intel VR13規(guī)范，43MHz最大時(shí)鐘頻率
• ?I2C接口?：支持100kHz/400kHz/1MHz速率，用于配置、遙測和故障報(bào)告
• ?遙測功能?：
  • 輸出電壓/電流監(jiān)測
  • 輸入電壓/電流/功率監(jiān)測
  • 芯片溫度監(jiān)測

應(yīng)用設(shè)計(jì)指南

1. 典型應(yīng)用電路

TPS544C26的典型應(yīng)用電路包括以下關(guān)鍵元件：

1. ?輸入濾波?：建議在PVIN引腳附近放置低ESR陶瓷電容(至少1μF)
2. ?自舉電路?：BOOT和PHASE之間連接0.1μF或更大值的陶瓷電容
3. ?VCC旁路?：VCC/VDRV引腳需要2.2μF或4.7μF陶瓷電容(≥6.3V)
4. ?輸出濾波?：根據(jù)負(fù)載要求選擇適當(dāng)電感值和輸出電容
5. ?遠(yuǎn)程檢測?：VOSNS和GOSNS應(yīng)使用Kelvin連接至負(fù)載端

2. 布局建議

良好的PCB布局對(duì)開關(guān)電源性能至關(guān)重要：

• 保持功率回路(PVIN→HS FET→電感→輸出電容→PGND→PVIN)面積最小化
• 將輸入電容盡可能靠近PVIN和PGND引腳
• VCC旁路電容應(yīng)靠近VCC/VDRV和PGND引腳
• 遠(yuǎn)程檢測走線應(yīng)成對(duì)布線，遠(yuǎn)離噪聲源(如電感、SW節(jié)點(diǎn))

3. 熱管理

TPS544C26采用5mm×6mm 37引腳WQFN-FCRLF封裝，具有以下熱特性：

• 結(jié)到環(huán)境熱阻(RθJA)：26°C/W(JEDEC標(biāo)準(zhǔn))
• 結(jié)到板熱阻(RθJB)：3.6°C/W
• 建議在PCB上提供足夠的銅面積和散熱過孔以改善散熱

性能特點(diǎn)

1. 效率表現(xiàn)

在不同工作條件下，TPS544C26展現(xiàn)出優(yōu)異的效率特性：

• ?12V輸入，1.1V輸出?：
  • 800kHz開關(guān)頻率下峰值效率>90%
  • 35A負(fù)載時(shí)效率仍保持約85%
• ?外部偏置優(yōu)勢?：使用外部5V偏置可提高效率2-3個(gè)百分點(diǎn)

2. 動(dòng)態(tài)響應(yīng)

D-CAP+控制模式提供卓越的負(fù)載瞬態(tài)響應(yīng)：

• 支持快速動(dòng)態(tài)電壓調(diào)節(jié)(DVS)
• 可編程轉(zhuǎn)換速率(最高12.2mV/μs)
• 自適應(yīng)導(dǎo)通時(shí)間確保在各種輸入/輸出條件下保持穩(wěn)定的頻率響應(yīng)

應(yīng)用場景

TPS544C26非常適合以下應(yīng)用：

1. ?服務(wù)器和云計(jì)算POL?：為CPU、GPU和內(nèi)存提供高效電源
2. ?硬件加速器?：滿足FPGA和ASIC的嚴(yán)苛電源需求
3. ?網(wǎng)絡(luò)接口卡?：為高速網(wǎng)絡(luò)處理器供電
4. ?存儲(chǔ)系統(tǒng)?：為SSD控制器和接口芯片供電