ZHCSXZ2A March   2025  – December 2025 TPSM8287B15 , TPSM8287B30

PRODMIX  

  1.   1
  2. 1 特性
  3. 2 应用
  4. 3 说明
  5. 4 器件选项
  6. 5 引脚配置和功能
  7. 6 规格
    1. 6.1 绝对最大额定值
    2. 6.2 ESD 等级
    3. 6.3 建议运行条件
    4. 6.4 热性能信息
    5. 6.5 电气特性
    6. 6.6 I2C 接口时序要求
    7. 6.7 典型特性
  8. 7 详细说明
    1. 7.1 概述
    2. 7.2 功能方框图
    3. 7.3 特性说明
      1. 7.3.1  固定频率 DCS 控制拓扑
      2. 7.3.2  强制 PWM 和省电模式
      3. 7.3.3  精密使能
      4. 7.3.4  启动
      5. 7.3.5  输出电压设置
        1. 7.3.5.1 输出电压设定点
        2. 7.3.5.2 输出电压范围
        3. 7.3.5.3 非默认输出电压设定点
        4. 7.3.5.4 动态电压调节 (DVS)
        5. 7.3.5.5 压降补偿
      6. 7.3.6  补偿 (COMP)
      7. 7.3.7  模式选择/时钟同步 (MODE/SYNC)
      8. 7.3.8  展频时钟 (SSC)
      9. 7.3.9  输出放电
      10. 7.3.10 欠压锁定 (UVLO)
      11. 7.3.11 过压锁定 (OVLO)
      12. 7.3.12 过流保护
        1. 7.3.12.1 逐周期电流限制
        2. 7.3.12.2 断续模式
        3. 7.3.12.3 限流模式
      13. 7.3.13 电源正常 (PG)
        1. 7.3.13.1 电源正常独立、主器件行为
        2. 7.3.13.2 电源正常辅助器件行为
      14. 7.3.14 遥感
      15. 7.3.15 热警告和热关断
      16. 7.3.16 堆叠操作
    4. 7.4 器件功能模式
      1. 7.4.1 上电复位 (POR)
      2. 7.4.2 欠压锁定
      3. 7.4.3 待机
      4. 7.4.4 开启
    5. 7.5 编程
      1. 7.5.1 串行接口说明
      2. 7.5.2 标准模式、快速模式、快速+ 模式协议
      3. 7.5.3 I2C HS 模式协议
      4. 7.5.4 I2C 更新序列
      5. 7.5.5 I2C 寄存器复位
  9. 8 器件寄存器
  10. 9 应用和实施
    1. 9.1 应用信息
    2. 9.2 典型应用
      1. 9.2.1 设计要求
      2. 9.2.2 详细设计过程
        1. 9.2.2.1 选择输入电容器
        2. 9.2.2.2 选择目标环路带宽
        3. 9.2.2.3 选择补偿电阻器
        4. 9.2.2.4 选择输出电容器
        5. 9.2.2.5 选择补偿电容器 CComp1
        6. 9.2.2.6 选择补偿电容器 CComp2
      3. 9.2.3 应用曲线
    3. 9.3 使用两个 TPSM8287B30x 并联运行的典型应用
      1. 9.3.1 设计要求
      2. 9.3.2 详细设计过程
        1. 9.3.2.1 选择输入电容器
        2. 9.3.2.2 选择目标环路带宽
        3. 9.3.2.3 选择补偿电阻器
        4. 9.3.2.4 选择输出电容器
        5. 9.3.2.5 选择补偿电容器 CComp1
        6. 9.3.2.6 选择补偿电容器 CComp2
      3. 9.3.3 应用曲线
    4. 9.4 电源相关建议
    5. 9.5 布局
      1. 9.5.1 布局指南
      2. 9.5.2 布局示例
        1. 9.5.2.1 散热注意事项
  11. 10器件和文档支持
    1. 10.1 器件支持
      1. 10.1.1 第三方产品免责声明
    2. 10.2 文档支持
      1. 10.2.1 相关文档
    3. 10.3 接收文档更新通知
    4. 10.4 支持资源
    5. 10.5 商标
    6. 10.6 静电放电警告
    7. 10.7 术语表
  12. 11修订历史记录
  13. 12机械、封装和可订购信息

7.3.16 堆叠操作

您可以在“堆栈”中并联多个器件，以提高输出电流能力，从而降低器件结温或输出电压纹波。例如，并联四个 30A 器件可提供高达 120A 的电流。只要 PCB 布局保持模块之间共享信号的完整性，您就可以堆叠更多器件。

一个堆栈包含一个主 器件和一个或多个辅助 器件。在初始化期间，每个器件都会监视 SYNC_OUT 引脚，以确定其必须作为主器件还是辅助器件运行：

  • 如果 SYNC_OUT 引脚和接地端之间有一个 47kΩ 电阻器，则该器件作为辅助器件运行。
  • 如果 SYNC_OUT 引脚处于高阻抗状态，则该器件作为主器件运行。

下图展示了包含两个 TPSM8287Bxx 器件的堆栈中的建议互连。


TPSM8287B15 TPSM8287B30 堆叠配置中的两个 TPSM8287Bxx 器件

图 7-17 堆叠配置中的两个 TPSM8287Bxx 器件

需要注意的关键点包括：

  • 堆栈中的所有器件共享一个公共使能信号，必须使用至少 15kΩ 的电阻上拉该信号。
  • 所有辅助器件必须在 SYNC_OUT 引脚和接地端之间连接一个 47kΩ 电阻器。
  • 堆栈中的所有器件共享一个公共电源正常信号，必须使用电阻上拉该信号至逻辑高电平。
  • 堆栈中的所有器件共享一个公共补偿信号。
  • 如果许多器件堆叠在一起，COMP 布线的寄生电容会影响环路性能。要将该布线电容从主器件和补偿网络进行去耦合，可在主器件和所有辅助器件之间使用单位增益缓冲器。
  • 主器件的 VOSNS 和 GOSNS 必须连接到负载处的电容器。
  • 辅助器件的 VOSNS 和 GOSNS 可连接到器件的输出电容器，或者两个引脚都可以连接到 AGND。请勿将这些引脚悬空。
  • 堆栈中的所有器件必须使用相同的器件型号（输出电流相同）。
  • 主器件必须配置为强制 PWM 运行（辅助器件自动配置为强制 PWM 运行）。
  • 堆叠配置可以支持与外部时钟或展频时钟的同步。
  • 只有主器件的 VSETx 引脚用于设置默认输出电压。辅助器件的 VSETx 引脚未使用，必须接地。
  • 辅助器件的 SDA 和 SCL 引脚未使用，必须接地。
  • 堆叠配置使用菊花链时钟信号，其中每个器件以相对于菊花链中的前一个器件相位偏移进行开关。此相位偏移可通过 CONTROL2 寄存器中的 SYNC_OUT_PHASE 位配置为约 180°（默认）或 120°。要以菊花链方式连接时钟信号，请将主器件的 SYNC_OUT 引脚连接到第一个辅助器件的 MODE/SYNC 引脚。将第一个辅助器件的 SYNC_OUT 引脚连接到第二个辅助器件的 MODE/SYNC 引脚。继续对堆栈中的所有器件使用该连接方案，将其以菊花链方式连接在一起。
  • 不得在堆叠配置中使用断续过流保护功能。
  • 对于大于等于 1.2V 的输出电压，将每相最大输出电流降低 1A，以解决电流平衡不准确的问题。

在堆叠配置中，公共使能信号还用作 SYSTEM_READY 信号（请参阅节 7.3.3）。堆栈中的每个器件都可以在器件启动期间或发生故障时将 EN 引脚拉至低电平。因此，只有当所有器件都完成启动序列并且无故障时，堆栈才会启用。任何一个器件出现故障都会禁用整个堆栈（只要故障条件存在）。

在启动期间，只要使能信号 (SYSTEM_READY) 为低电平，主器件就会将 COMP 引脚拉至低电平。当使能信号变为高电平时，主器件主动控制 COMP 引脚，堆栈中的所有转换器都与 COMP 电压保持一致。在启动期间，堆栈中的每个器件在初始化时将 PG 引脚拉至低电平。初始化完成后，堆栈中的每个辅助器件将 PG 引脚设置为高阻抗，主器件单独控制 PG 信号的状态。当堆栈完成启动斜坡并且输出电压处于电源正常窗口内时，PG 引脚变为高电平。堆栈中的辅助转换器检测电源正常信号的上升沿，并切换至 FPWM 运行。堆栈成功启动后，主器件按照正常方式控制电源良好信号。

堆叠运行期间的功能

某些器件功能在堆叠运行期间不可用，或者仅在主转换器中可用。表 7-6 总结了堆叠运行期间的可用功能。

表 7-6 堆叠运行期间的功能
功能 主器件 辅助器件 备注
UVLO 是 是 公共使能信号
OVLO 是 是 公共使能信号
OCP - 电流限制 是 是 单个设备
OCP - 断续 OCP 否 否 请勿在堆叠运行期间使用
热关断 是 是 公共使能信号
电源正常（窗口比较器） 是 否 仅主器件
I2C 接口 是 否 仅主器件
DVS 通过 I2C 否 电压环路仅由主器件控制
SSC 通过 I2C 是，通过主器件 以菊花链形式从主器件连接到辅助器件
SYNC 是 是，通过主器件 同步时钟应用于主器件，并以菊花链形式从主器件连接到辅助器件
精密使能 否 否 仅二进制使能
输出放电 通过 I2C 是 始终在辅助器件中启用

堆叠运行期间的故障处理

在堆叠配置中，有些故障仅影响单个器件，而另一些故障则影响所有器件。例如，如果一个器件进入电流限制状态，则只有该器件受到影响。但是，一个器件中的热关断或欠压锁定事件会通过共享的使能 (SYSTEM_READY) 信号禁用所有器件。表 7-7 总结了堆叠运行期间的故障处理。

表 7-7 堆叠运行期间的故障处理
故障条件器件响应系统响应
UVLO使能信号被拉至低电平新的软启动
OVLO
热关断
电流限制使能信号保持高电平误差放大器被钳位
向 MODE/SYNC 施加的外部时钟发生故障SYNC_OUT 和功率级切换至内部振荡器默认开关频率下的正常运行。辅助器件保持正确的相移。