Texas Instruments TLVM13640 4A降壓電源模塊是一款高度集成的36V、4A DC/DC解決方案，集成多個功率MOSFET、一個屏蔽式電感器和多個無源器件，采用增強型HotRod? QFN封裝。該模塊的VIN 和VOUT 引腳位于封裝的邊角處，可優(yōu)化輸入和輸出電容器在布局中的放置。模塊下方的四個較大散熱焊盤在制造中可實現(xiàn)簡單布局和輕松搬運。

數(shù)據手冊：*附件：Texas Instruments TLVM13640 4 A降壓電源模塊數(shù)據手冊.pdf

Texas Instruments TLVM13640具有1V到6V的輸出電壓，旨在快速、輕松實現(xiàn)小尺寸PCB的低EMI設計?？傮w解決方案僅需四個外部元件，并且省去了設計流程中的磁性和補償元件選擇過程。

TLVM13640模塊雖然設計用于空間受限應用中的小尺寸和簡潔性，但具有諸多特性，可實現(xiàn)穩(wěn)健的性能。這些特性包括用于可調輸入電壓UVLO的帶遲滯精密使能、用于提高EMI的電阻器可編程開關節(jié)點壓擺率、集成VCC 、自舉和用于提高可靠性與密度的輸入電容器。這些器件還在整個負載電流范圍內具有恒定開關頻率、負輸出電壓能力，以及用于排序、故障保護和輸出電壓監(jiān)控的PGOOD指示器。

特性

• 多功能同步降壓直流/直流電源模塊
  • 集成MOSFET、電感器和控制器
  • 寬輸入電壓范圍：3V至36V
  • 可調輸出電壓范圍為1V至6V，在整個溫度范圍內設定精度為1%
  • 5.0mm × 5.5mm × 4mm超模壓塑料封裝
  • 結溫范圍：–40°C至125°C
  • 可調頻率范圍：200kHz至2.2MHz
  • 負輸出電壓應用功能
• 在整個負載范圍內的超高效率
  • 95%+峰值效率
  • 用于提升效率的外部偏置選項
  • 關斷時的靜態(tài)電流為：0.6μA（典型值）
  • 典型壓差：0.5V（4A負載時）
• 超低傳導和輻射EMI特性
  • 具有雙輸入路徑和集成電容器的低噪聲封裝可降低開關振鈴
  • 電阻器調節(jié)的開關節(jié)點壓擺率
  • 恒定頻率FPWM工作模式
  • 符合CISPR 11和32 B類發(fā)射要求
• 適用于可擴展電源

  功能框圖

TLVM13640同步降壓電源模塊技術解析與應用指南

一、產品概述與技術特性

Texas Instruments的TLVM13640是一款高密度同步降壓DC/DC電源模塊，集成了MOSFET、電感和控制器于5.0mm×5.5mm×4mm的Enhanced HotRod? QFN封裝中。該模塊具有以下核心特性：

? 關鍵參數(shù)規(guī)格： ?

• 輸入電壓范圍：3V至36V（瞬態(tài)耐受42V）
• 輸出電壓范圍：1V至6V（±1%精度）
• 輸出電流能力：4A連續(xù)電流
• 開關頻率范圍：200kHz至2.2MHz（通過RT引腳可調）
• 工作溫度范圍：-40°C至125°C結溫
• 典型效率：95%峰值效率（VOUT=5V時）

? EMI優(yōu)化設計： ?

• 雙輸入路徑和集成電容設計降低開關振鈴
• 電阻可調的開關節(jié)點壓擺率控制
• 恒定頻率FPWM工作模式
• 符合CISPR 11和32 Class B輻射標準

二、功能模塊深度解析

2.1 電源架構設計

TLVM13640采用創(chuàng)新的架構設計：

• ?集成功率級?：包含同步整流MOSFET（RDS(on)典型值：高側70mΩ，低側48mΩ@25°C）
• ?控制環(huán)路?：內置補償網絡，無需外部補償元件
• ?熱管理?：底部4個大尺寸熱焊盤優(yōu)化散熱（RθJA=22.6°C/W）

2.2 引腳功能詳解

典型20引腳QFN封裝關鍵引腳配置：

2.3 保護機制

? 多重保護功能： ?

• ?過流保護?：6A峰值/4.8A谷值限流，嚴重故障時進入打嗝模式（80ms間隔）
• ?熱關斷?：168°C觸發(fā)（典型值），158°C恢復
• ?輸入UVLO?：通過EN引腳可編程（1.263V典型閾值）
• ?VCC監(jiān)控?：3.1V欠壓鎖定（帶1.1V遲滯）

三、典型應用電路設計

3.1 工業(yè)用高效降壓轉換器

? 設計實例參數(shù)： ?

• 輸入：9-36V（UVLO=6V開啟）
• 輸出：5V@4A
• 頻率：1MHz（RRT=13kΩ）
• 效率：93%@滿負載（VIN=24V）

? 外圍元件選型： ?

1. ?輸入電容?：2×10μF/50V X7R陶瓷電容（1210封裝）
2. ?輸出電容?：2×47μF/10V X7R陶瓷電容（總有效電容≥25μF）
3. ?反饋網絡?：RFBT=40.2kΩ, RFBB=10kΩ
4. ?前饋電容?：22pF（提升相位裕度）

? PCB布局要點： ?

• 對稱布置輸入/輸出電容
• FB走線最短化（<5mm）
• 功率地（PGND）采用實心銅平面
• 模塊底部布置散熱過孔陣列（推薦0.3mm孔徑）

3.2 負壓輸出逆變Buck-Boost

? 特殊配置注意事項： ?

• 最大輸出電流公式：IOUT(max)=4A×(1-D)，D=|VOUT|/(VIN+|VOUT|)
• VLDOIN必須連接至功率地（負輸出端）
• 輸入電容承受電壓：VIN+|VOUT|
• 典型應用：-5V@3A（需2×47μF輸出電容）

四、熱設計與EMI優(yōu)化

4.1 熱管理方案

? 散熱設計準則： ?

• 四層板設計（推薦2oz銅厚）
• 頂部和底層地平面通過熱過孔連接
• 允許空氣流動條件下的負載能力：
  • 無風：2.5A@105°C（VIN=24V）
  • 400LFM：4A@105°C（VIN=24V）

4.2 EMI抑制技巧

? 實測優(yōu)化方法： ?

1. ?壓擺率控制?：在RBOOT-CBOOT間添加33Ω電阻可降低高頻噪聲6dB
2. ?頻率選擇?：1MHz以上頻率可避開敏感頻段
3. ?電容布局?：輸入電容采用對稱"8字形"走線抵消磁場
4. ?屏蔽技術?：開關節(jié)點下方布置接地銅皮