Texas Instruments TPS546D24SEVM-2PH轉換器評估模塊 (EVM) 是一款具有兩個TPS546D24S器件，可提供單個0.8V輸出的兩相降壓式轉換器。TPS546D24A器件是一款具有PMBus接口的可堆疊同步降壓轉換器，可由標稱2.95V至16V的輸入電源供電。該器件允許通過PMBus? 接口進行編程和監(jiān)測，并具有用戶可配置的寫入鎖定功能，可提高安全性。Texas Instruments TPS546D24SEVM-2PH設計用于演示TPS546D24S在兩相低輸出電壓應用中的堆疊運行情況，同時提供多個測試點來評估器件的性能。

數據手冊：*附件：Texas Instruments TPS546D24SEVM-2PH轉換器評估模塊數據手冊.pdf

特性

• 輸出電壓可通過PMBus接口調整和微調
  • 可通過PMBus接口實現可編程UVLO、軟啟動和使能
  • 可通過PmBus接口編程過電流警告和故障限制以及對故障的響應
  • 可通過PmBus接口編程過電壓和欠電壓警告、故障限制以及對故障的響應
  • 可編程導通和關斷延遲
• 調節(jié)到0.8V輸出，最高可達80ADC穩(wěn)態(tài)輸出電流
• 用于探測關鍵波形的便捷測試點

板布局

德州儀器TPS546D24SEVM-2PH評估模塊技術解析與應用指南

1. 產品概述

TPS546D24SEVM-2PH是德州儀器(TI)推出的一款雙相降壓轉換器評估模塊，采用兩個TPS546D24S器件構建。該模塊專為高性能電源系統(tǒng)設計，具有以下核心特性：

• ?輸入電壓范圍?：2.95V至16V（標稱12V總線）
• ?輸出電壓?：可調節(jié)的0.8V（默認配置）
• ?輸出電流?：最高80A穩(wěn)態(tài)電流
• ?PMBus接口?：支持編程和監(jiān)控功能
• ?雙相架構?：實現電流均流和更高的功率密度

2. 關鍵電氣性能參數

根據數據手冊提供的測試條件（室溫20-25°C，VIN=12V），模塊的主要電氣性能如下：

3. 硬件設計與配置

3.1 模塊架構

評估模塊采用雙相降壓架構，兩個TPS546D24S器件分別配置為：

• ?U1_P1?：堆棧控制器（負責PMBus通信和系統(tǒng)控制）
• ?U1_P2?：堆棧跟隨器（與控制器同步工作）

兩相之間通過VSHARE信號實現電流共享，輸出電流在兩器件間均勻分配。

3.2 重要硬件組件

1. ?功率電感?：L1和L2采用屏蔽式鐵氧體電感，額定值150nH/55A
2. ?輸入/輸出電容?：
   • 輸入：多顆47μF/10V X7R陶瓷電容并聯(lián)
   • 輸出：470μF/6.3V鉭聚合物電容
3. ?接口與連接器?：
   • PMBus接口（J2）：用于配置和監(jiān)控
   • 電源輸入（T1/T2）：支持12V主輸入
   • 輸出電壓測量點（TP22/TP25）

3.3 配置選項

模塊提供多種硬件配置方式：

• ?工作模式選擇?：
  • 通過MSEL2引腳配置單相或雙相工作
  • 默認雙相工作，可通過修改電阻R18_P1改為單相
• ?輸入電源配置?：
  • 單電源輸入（默認）：AVIN與PVIN短接
  • 分離電源輸入：支持3.3V PVIN與更高電壓AVIN的組合
• ?VDD5供電選擇?：
  • 內部LDO（默認）
  • 外部5.1V LDO（U2）過驅模式，可降低內部功耗

4. 軟件配置與PMBus接口

4.1 Fusion GUI軟件

TI提供Fusion Digital Power Designer GUI用于配置和監(jiān)控模塊，主要功能包括：

• 實時監(jiān)測輸入/輸出電壓、電流、溫度等參數
• 配置輸出電壓調整、裕量設置
• 設置過流、過溫保護閾值
• 控制軟啟動時間和開關頻率

4.2 關鍵PMBus命令

1. ?ON_OFF_CONFIG?：
   • 控制轉換器啟用方式（僅控制引腳、PMBus命令或兩者）
   • 默認配置為"僅控制引腳"(EN/UVLO引腳控制)
2. ?VOUT_COMMAND?：
   • 設置輸出電壓，默認800mV（由VSEL引腳配置）
3. ?FREQUENCY_SWITCH?：
   • 配置開關頻率，默認550kHz（由MSEL1引腳配置）
4. ?TON_RISE?：
   • 設置軟啟動時間，默認3ms（由MSEL2引腳配置）

5. 測試與性能評估

5.1 測試設置建議

1. ?測試設備?：
   • 輸入電源：0-20V可調DC源，至少16A能力
   • 電子負載：至少80A能力
   • 示波器：建議使用tip-and-barrel測量法
2. ?連接建議?：
   • 輸入線徑：AWG #12，總長<2英尺
   • 輸出線徑：AWG #10，總長<2英尺

5.2 典型性能曲線

1. ?效率曲線?：
   • 12V輸入時，滿載效率達84.8%
   • 效率測量點建議使用TP13/TP16和TP26/TP30，以排除PCB銅損影響
2. ?負載/線路調整率?：
   • 負載調整率：±0.1%（0-80A）
   • 線路調整率：±0.1%（5-16V輸入）
3. ?瞬態(tài)響應?：
   • 20A至60A階躍（1A/μs）時，輸出電壓下沖<70mV
4. ?熱性能?：
   • 80A負載連續(xù)工作10分鐘后，外殼溫度約80°C
   • 建議在高負載時增加強制風冷

6. 應用場景

TPS546D24SEVM-2PH適用于多種高性能電源應用：

1. ?服務器/存儲系統(tǒng)?：
   • 為CPU/GPU核心供電
   • 高密度電源解決方案
2. ?無線基礎設施?：
   • 基站射頻單元供電
   • 支持PMBus的智能電源系統(tǒng)
3. ?網絡設備?：
   • 路由器和交換機的ASIC供電
   • 需要高精度電壓調節(jié)的應用
4. ?測試測量設備?：
   • 作為可編程電源使用
   • 驗證電源管理算法

7. 設計注意事項

1. ?布局建議?：
   • 保持功率路徑短而寬
   • 高頻開關節(jié)點遠離敏感信號
2. ?熱管理?：
   • 模塊熱阻RθJA=16.2°C/W
   • 高負載時建議增加散熱措施
3. ?安全警告?：
   • 模塊工作時可能變熱，避免直接接觸
   • 不要無人值守時保持供電
   • 注意底部裸露的電壓和尖銳邊緣