Texas Instruments TPSM8310x降壓-升壓模塊是恒定頻率峰值電流模式控制降壓-升壓MicroSiP? 電源模塊，針對較小的解決方案尺寸和高效率進(jìn)行了優(yōu)化。該電源模塊集成了電感器，可簡化設(shè)計(jì)、減少外部元件并節(jié)省PCB面積。這些器件的峰值電流限制為3A（典型值），輸入電壓范圍為1.6V至5.5V。TPSM8310x為系統(tǒng)前置穩(wěn)壓器和穩(wěn)壓器提供電源解決方案。

數(shù)據(jù)手冊：*附件：TPSM83102，TPSM83103數(shù)據(jù)表.pdf

根據(jù)輸入電壓，當(dāng)輸入電壓與輸出電壓大致相等時，Texas Instruments TPSM8310x會自動以升壓、降壓或3周期降壓-升壓模式運(yùn)行。模式之間的轉(zhuǎn)換以定義的占空比進(jìn)行，避免了不必要的模式切換，從而降低了輸出電壓紋波。8μA靜態(tài)電流和省電模式可在輕載至空載條件下實(shí)現(xiàn)最高效率。

特性

• 輸入電壓范圍：1.6 V至5.5 V
  • 設(shè)備輸入電壓 > 1.65V（啟動）
• 輸出電壓范圍：1.2 V至5.5 V
  • PFM模式下支持1.0V Vout
• 高輸出電流能力：3 A峰值開關(guān)電流
  • 1.5A I out （VIN ≥ 3V、VOUT = 3.3V時）
  • 1.2A I out （VIN ≥ 2.7V、VOUT = 3.3V時）
• 有源輸出放電（僅限TPSM83101）
• 在整個負(fù)載范圍內(nèi)具有高效率
  • 8μA典型靜態(tài)電流
  • 自動省電模式和強(qiáng)制PWM模式
• 峰值電流降壓-升壓模式架構(gòu)
  • 無縫模式轉(zhuǎn)換
  • 正向和反向電流操作
  • 啟動至預(yù)偏置輸出
  • 固定頻率運(yùn)行，2MHz開關(guān)頻率
• 安全和穩(wěn)健的操作特性
  • 過流和短路保護(hù)
  • 集成軟啟動，采用有源斜坡
  • 過熱和過壓保護(hù)
  • 帶負(fù)載斷開功能的真正關(guān)斷功能
  • 正向和后向電流限制
• 小尺寸解決方案
  • 具有集成電感器的MicroSiP?電源模塊
  • 2.0mm × 2.6mm × 1.2mm（最大值）8引腳μSiP封裝

功能框圖

TPSM83102/TPSM83103 1.2A輸出電流Buck-Boost模塊技術(shù)解析

產(chǎn)品概述

TPSM83102和TPSM83103是德州儀器(TI)推出的1.2A輸出電流Buck-Boost電源模塊，采用創(chuàng)新的μSiP封裝技術(shù)（2.6mm×2.0mm×1.2mm）。該系列器件具有以下核心特性：

• ?寬輸入電壓范圍?：1.6V至5.5V（啟動時需>1.65V）
• ?可調(diào)輸出電壓?：1V至5.5V（通過I2C精確調(diào)節(jié)）
• ?高效率架構(gòu)?：
  • 8μA超低靜態(tài)電流
  • 支持自動節(jié)能模式和強(qiáng)制PWM模式
  • 輕載效率>90%（3.3V輸出時）
• ?峰值電流模式控制?：
  • 3A峰值開關(guān)電流
  • 無縫模式切換（Buck/Boost/Buck-Boost）
  • 固定2MHz開關(guān)頻率

關(guān)鍵電氣特性

絕對最大額定值

典型性能參數(shù)

• ?轉(zhuǎn)換效率?：
  • VIN=3.3V, VOUT=3.3V時可達(dá)95%
  • 負(fù)載電流0.1mA至1.5A范圍內(nèi)效率>80%
• ?保護(hù)功能?：
  • 過流保護(hù)：3.35A(典型值)
  • 短路保護(hù)：可通過寄存器配置
  • 熱關(guān)斷閾值：150°C(帶遲滯)

應(yīng)用設(shè)計(jì)指南

1. 關(guān)鍵元件選型

?輸入電容?：

• 推薦值：22μF(X5R/X7R陶瓷電容)
• 示例型號：GRM187R61A226ME15(0603封裝)

?輸出電容?：

• 推薦值：47μF(X5R/X7R陶瓷電容)
• 示例型號：GRM219R60J476ME44(0805封裝)

2. I2C編程接口

器件支持標(biāo)準(zhǔn)/快速/快速+模式(最高1Mbps)，7位地址默認(rèn)為0x6A。關(guān)鍵寄存器包括：

? VOUT寄存器(地址0x03) ?：

• 輸出電壓=1.000+(VOUT[7:0]×0.025)V (0x00≤VOUT[7:0]≤0xB4)
• 例如：設(shè)置0x5C對應(yīng)3.3V輸出

? CONTROL2寄存器(地址0x05) ?：

• 位7(FPWM)：強(qiáng)制PWM模式使能
• 位2:0(TD_RAMP)：軟啟動時間配置(0.256ms至24.32ms可調(diào))

布局建議

1. ?熱管理?：
   • 結(jié)至環(huán)境熱阻RθJA=100°C/W
   • 建議在S1/S2/SM引腳下方添加散熱過孔陣列
2. ?EMI優(yōu)化?：
   • 器件下方設(shè)置10-20pF層間縫合電容
   • 初級側(cè)可添加鐵氧體磁珠(10kΩ@高頻)
3. ?高壓隔離?：
   • 保持初級-次級≥8mm爬電距離
   • 避免頂層走線穿越器件本體

行業(yè)應(yīng)用方案

1. ?TWS耳機(jī)?：
   • 鋰電池(3.0-4.2V)轉(zhuǎn)3.3V系統(tǒng)供電
   • 利用<8μA靜態(tài)電流延長待機(jī)時間
2. ?工業(yè)傳感器?：
   • 4-20mA環(huán)路供電(12-24V)轉(zhuǎn)3.3V
   • 支持-40°C至125°C工作溫度
3. ?光學(xué)模塊?：
   • 5V主電源轉(zhuǎn)3.3V/1.8V多軌供電
   • 2MHz高頻開關(guān)減少對光信號的干擾

版本對比

該系列器件通過集成Buck-Boost控制器、功率MOSFET和補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò)，在極小尺寸內(nèi)實(shí)現(xiàn)了完整的電源解決方案，特別適合空間受限的便攜式設(shè)備應(yīng)用。其先進(jìn)的模式切換算法可有效降低輸出電壓紋波，相比傳統(tǒng)方案可節(jié)省30%的PCB面積。