TLVM13610 [TI]

采用 7.5mm x 6.5mm HotRod™ QFN 封装的 36V 输入、1V 至 10V 输出、8A 电源模块;


型号：	TLVM13610
厂家：	TEXAS INSTRUMENTS
描述：	采用 7.5mm x 6.5mm HotRod™ QFN 封装的 36V 输入、1V 至 10V 输出、8A 电源模块电源电路
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TLVM13610

ZHCSRO8 –FEBRUARY 2023

TLVM13610 高密度、3V 至36V 输入、1V 至10V 输出、8A（峰值为10A）、采

用增强型HotRod™ QFN 封装的同步降压直流/直流电源模块

1 特性

3 描述

• 功能安全型

TLVM13610 是一款高度集成的 36V、8A 直流/直流解

决方案，集成了多个功率 MOSFET、一个屏蔽式电感

器和多个无源器件，并采用增强型 HotRod^™QFN 封

装。该模块的 VIN 和 VOUT 引脚位于封装的边角处，

可优化输入和输出电容器的放置。模块下方具有四个较

大的散热焊盘，可在制造过程中实现简单布局和轻松处

理。

– 有助于进行功能安全系统设计的文档

• 多功能36V_IN、8A_OUT同步降压模块

– 集成MOSFET、电感器和控制器

– 可调节输出电压范围为1V 至10V

– 6.5mm × 7.5mm × 4mm 超模压塑料封装

– 具有–40°C 至125°C 的结温范围

– 频率可在200kHz 至2.2MHz 之间调整

• 在整个负载范围内具有超高效率

– 95%+ 峰值效率

TLVM13610 具有 1V 到 10V 的输出电压，旨在快速、

轻松实现小尺寸 PCB 的低EMI 设计。总体解决方案仅

需四个外部元件，并且省去了设计流程中的磁性和补偿

元件选择过程。

– 具有用于提升效率的外部偏置选项

– 外露焊盘可实现低热阻抗。EVM θ_JA

18.2°C/W。

尽管针对空间受限型应用采用了简易的小尺寸设计，

TLVM13610 模块还提供了许多特性来实现稳健的性

能：具有迟滞功能的精密使能端可实现输入电压 UVLO

调节；电阻可编程开关节点压摆率可改善 EMI。此外

提供了集成式 VCC、自举和输入电容器，可提高可靠

性和密度。该模块自动在恒定开关频率 (FPWM) 或可

变频率 (PFM) 之间转换，可实现更高的轻负载效率。

包含 PGOOD 指示器，可实现时序控制、故障报告和

输出电压监测功能。

– 关断时的静态电流为0.6µA（典型值）

• 超低的传导和辐射EMI 信号

– 具有双输入路径和集成电容器的低噪声封装可降

低开关振铃

– 电阻器可调开关节点压摆率

– 符合CISPR 11 和32 B 类发射要求

• 固有保护特性，可实现稳健设计

– 精密使能输入和漏极开路PGOOD 指示器（用

于时序、控制和V_INUVLO）

– 过流和热关断保护

封装信息

封装⁽¹⁾

封装尺寸（标称值）

器件型号

• 使用TLVM13610 并借助WEBENCH^®Power

TLVM13610

RDF（B3QFN，

22）

6.50mm × 7.50mm

Designer 创建定制设计方案

(1) 如需了解所有可用封装，请参阅数据表末尾的可订购产品附

录。

2 应用

• 测试和测量以及航天和国防

• 工厂自动化和控制

• 降压和反相降压/升压电源

V_IN= 3 V...36 V

100

VIN1

CBOOT

VIN2

C_IN

RBOOT

PGND

TLVM13610

V_OUT

VLDOIN

I_OUT= 8 A

VCC

VOUT1

VOUT2

R_PG

VIN = 12 V

VIN = 24 V

VIN = 36 V

R_FBT

C_OUT

R_FBB

Output Current (A)

R_RT

AGND

典型效率（V_OUT= 5V，F_SW= 1MHz）

典型原理图

本文档旨在为方便起见，提供有关TI 产品中文版本的信息，以确认产品的概要。有关适用的官方英文版本的最新信息，请访问

www.ti.com，其内容始终优先。TI 不保证翻译的准确性和有效性。在实际设计之前，请务必参考最新版本的英文版本。

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内容

1 特性................................................................................... 1

2 应用................................................................................... 1

3 描述................................................................................... 1

4 修订历史记录.....................................................................2

5 器件比较表.........................................................................3

6 引脚配置和功能................................................................. 3

7 规格................................................................................... 5

7.1 绝对最大额定值...........................................................5

7.2 ESD 等级.................................................................... 5

7.3 建议运行条件.............................................................. 5

7.4 热性能信息..................................................................6

7.5 电气特性......................................................................6

7.6 系统特性......................................................................9

7.7 典型特性....................................................................10

8 详细说明.......................................................................... 12

8.1 概述...........................................................................12

8.2 功能方框图................................................................12

8.3 特性说明....................................................................13

8.4 器件功能模式............................................................ 17

9 应用和实施.......................................................................19

9.1 应用信息....................................................................19

9.2 典型应用....................................................................19

9.3 电源相关建议............................................................ 24

9.4 布局...........................................................................24

10 器件和文档支持............................................................. 27

10.1 器件支持..................................................................27

10.2 文档支持..................................................................28

10.3 接收文档更新通知................................................... 28

10.4 支持资源..................................................................28

10.5 商标.........................................................................28

10.6 静电放电警告.......................................................... 28

10.7 术语表..................................................................... 28

11 机械、封装和可订购信息............................................... 28

4 修订历史记录

日期

修订版本

说明

2023 年2 月

初始发行版

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5 器件比较表

峰值输出电流

（瞬态条件）

器件

可订购器件型号

额定输出电流

结温范围

TLVM13610

TLVM13610RDFR

10A

–40°C 至125°C

6 引脚配置和功能

VIN

PGND

RBOOT

CBOOT

PGND

AGND

VLDOIN

VCC

AGND

VOUT

图6-1. 22 引脚B3QFN RDF 封装（顶视图）

表6-1. 引脚功能

引脚

类型⁽¹⁾

说明

编号

名称

1、18

VIN1、VIN2

输入电源电压。将输入电源连接到这些引脚。连接这些引脚和PGND 层之间靠近器件的输入电容器。

外部自举电阻器连接。RBOOT 与CBOOT 结合使用可有效降低内部串联自举电阻值，从而在必要时调整

开关节点压摆率。RBOOT 和CBOOT 之间可以连接0Ω至500Ω的电阻。0Ω电阻具有最快的压摆率和

最高的效率。100Ω的值可在效率和EMI 之间实现良好的平衡。保持断开可将压摆率设置为20ns，由于

这会增加自发热，因此TI 不建议这样做。

RBOOT

CBOOT

内部高侧栅极驱动器的自动加载(bootstrap) 引脚。一个100nF 自举电容器在内部从此引脚连接至模块内

的SW，以提供自举电压。CBOOT 与RBOOT 结合使用可有效降低内部串联自举电阻值，从而在必要时

调整开关节点压摆率。

开关节点。请勿在此引脚上放置任何外部元件或连接到任何信号。必须将此引脚上的覆铜量保持在最小，

以防止出现噪声和EMI 问题。

VLDOIN

VCC

输入偏置电压。为内部控制电路供电的内部LDO 的输入。连接到输出电压点以提高效率。将一个可选的

优质0.1µF 至1µF 电容器从该引脚接地，以提高抗噪性。

内部LDO 输出。用作内部控制电路的电源。不要连接至任何外部负载。一个1μF 电容器在内部从VCC

连接到AGND。

7、11、

14、15、

21、

模拟接地。内部基准和逻辑的零电压基准。所有电气参数都是相对于这些引脚测量的。这些引脚必须连接

到PGND。有关建议的布局，请参阅布局示例。

AGND

反馈输入。将反馈电阻分压器的中点连接到此引脚。将反馈分压器的上部电阻器(R_FBT) 连接到所需调节

点的V_OUT。将反馈分压器的下部电阻器(R_FBB) 连接至AGND。请勿保持悬空或接地。

VOUT1、

VOUT2

输出电压。这些引脚连接到内部降压电感器。将这些引脚连接到输出负载，并在这些引脚和PGND 之间

连接外部输出电容器。

9、10

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表6-1. 引脚功能(continued)

引脚

类型⁽¹⁾

说明

编号

名称

频率设置引脚，用于通过在RT 至AGND 之间放置一个外部电阻器来在200kHz 和2.2MHz 之间设置开关

频率。对于400kHz，应连接到VCC。对于2.2MHz，应接地。请勿保持悬空。

开漏电源正常状态监控器输出，如果FB 电压不在指定窗口阈值范围内，该输出将置为低电平。需要一个

10kΩ至100kΩ的上拉电阻来上拉至合适的电压。如不使用，则PG 既可以保持悬空状态，也可以连接

到GND。

无连接。连接到GND 或保持悬空。

—

稳压器的精密使能输入。高电平= 开启，低电平= 关闭。可连接至VIN。精密使能允许将该引脚用作可调

节UVLO。不能悬空

电源接地。这是此器件功率级的电流回流路径。将这些焊盘连接到输入电源回路、负载回路以及与VIN 和

VOUT 引脚关联的电容器。有关建议的布局，请参阅节9.4.2 布局示例。

19, 20

PGND

(1) P = 电源，G = 接地，I = 输入，O = 输出

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7 规格

7.1 绝对最大额定值

在建议的工作结温范围内⁽¹⁾

参数

最小值

–0.3

-0.3

最大值

单位

瞬态VIN 至AGND、PGND⁽²⁾

持续VIN 至AGND、PGND⁽²⁾

SW 至AGND、PGND

RBOOT、CBOOT 至SW

瞬态EN 至AGND、PGND⁽⁽²⁾⁾

连续EN 至AGND、PGND⁽⁽²⁾⁾

BIAS 至AGND、PGND

FB 至AGND、PGND：可调版本

RESET 至AGND、PGND

RESET 灌电流⁽⁴⁾

电压

电流

电压

T_stg

V_IN+ 0.3

5.5

–0.3

-0.3

–0.3

5.5

-0.3

–0.3

-1

5.5

RT 至AGND、PGND

5.5

VCC 至AGND、PGND

PGND 至AGND⁽³⁾

150

°C

–65

贮存温度

(1) 超出绝对最大额定值运行可能会对器件造成永久损坏。绝对最大额定值并不表示器件在这些条件下或在建议运行条件以外的任何其他条

件下能够正常运行。如果超出建议运行条件但在绝对最大额定值范围内使用，器件可能不会完全正常运行，这可能影响器件的可靠性、

功能和性能，并缩短器件寿命。

(2) 在≤0.01% 的占空比下，此引脚可维持最大42V 的持续时间≤100ms。在该器件的整个寿命内可以维持36V。

(3) 此规格适用于100ns 或更短的电压持续时间。最大直流电压不应超过+/-0.3V。

(4) 不要超过引脚的额定电压。

7.2 ESD 等级

值

单位

人体放电模型(HBM)，符合ANSI/ESDA/JEDEC

JS-001 标准⁽¹⁾

±2000

V_(ESD)

静电放电

充电器件模型(CDM)，符合ANSI/ESDA/JEDEC

JS-002 标准⁽²⁾

±750

(1) JEDEC 文档JEP155 指出：500V HBM 可实现在标准ESD 控制流程下安全生产。

(2) JEDEC 文件JEP157 指出：250V CDM 可实现在标准ESD 控制流程下安全生产。

7.3 建议运行条件

在建议的-40°C 到125°C 工作结温范围内测得（除非另外说明）⁽¹⁾

最小值

最大值

单位

输入电压范围⁽¹⁾

输入电压

可调输出版本的输出调节范围⁽²⁾

输出电压

200

kHz

2200

频率

频率调节范围

同步频率

输出电流

温度

同步频率范围

I_OUT，TLVM13610

-40

125

°C

运行结温，T_J

(1) 启动时VIN 需要3.7V，启动后可将输入电压范围扩展至3.0V；有关启动条件，请参阅最小输入电压。

(2) 在任何情况下，输出电压都不应降至零伏以下。

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7.4 热性能信息

TLVM13610

RDF

22 引脚

热指标⁽¹⁾

单位

结至环境热阻(TLVM13610EVM) ⁽⁽³⁾⁾

结至环境热阻(JESD 51-7) ⁽²⁾

结至外壳（顶部）热阻

结至电路板热阻

R_θJA

°C/W

R_θJA

R_θJC(top)

R_θJB

12.8

7.4

0.7

Ψ_JT

结至顶部特性参数

7.2

Ψ_JB

结至电路板特征参数

R_θJC(bot)

3.6

结至外壳（底部）热阻

(1) 有关新旧热指标的更多信息，请参阅半导体和IC 封装热指标应用报告。

(2) 此表中给出的R_ΘJA值仅用于与其他封装的比较，不能用于设计目的。这些值是根据JESD 51-7 计算的，并在4 层JEDEC 板上进行了

仿真。它们并不代表在实际应用中获得的性能。例如，EVM R_ΘJA= 21.6°C/W。有关设计信息，请参阅热设计和布局部分。

(3) 有关电路板布局布线和其他信息，请参阅EVM 用户指南。有关热设计信息，请参阅热设计和布局部分。

7.5 电气特性

限制值适用于推荐的-40°C 至+125°C 工作结温范围，除非另有说明。最小和最大限制经过测试、设计和统计相关性分析确

定。典型值表示T_J= 25°C 条件下最有可能达到的参数标准，仅供参考。除非另有说明，以下条件适用：V_IN= 12。VIN1 短接

至VIN2 = V_IN。V_OUT是输出设定点。

参数

测试条件

最小值

典型值

最大值

单位

电源电压（VIN 引脚）

3.7

启动需要

运行后

V_IN

最小工作输入电压

V_{IN_OP_H}

0.5

最小电压迟滞

非开关输入电流；在VIN 引脚处测得⁽³⁾

关断静态电流；在VIN 引脚处测得

I_Q

V_FB= +5%，V_BIAS= 5V

V_EN= 0V，V_IN= 12V

µA

I_SD

0.57

7.5

V_FB= +5%，V_BIAS= 5V，启用了自动模

式

I_B

18.5

µA

流入BIAS 引脚的电流（未切换）

使能（EN 引脚）

V_EN

1.0

0.1

0.4

1.263

0.35

1.365

0.5

使能输入阈值电压- 上升

使能阈值迟滞

V_EN上升

V_{EN_HYST}

V_{EN_WAKE}

I_EN

使能唤醒阈值

V_IN= V_EN= 12V

1.5

使能引脚输入电流

内部LDO（VCC 引脚）

V_BIAS= 0V

3.4

3.2

V_CC

内部VCC 电压

V_BIAS= 3.3V，20mA

I_VCC= 0A

V_{CC_UVLO}

3.75

释放内部VCC 欠压锁定时的V_IN电压

内部VCC 欠压锁定迟滞

V_{CC_UVLO_HYST}

1.2

迟滞低于V_{CC_UVLO}

电压基准（FB 引脚）

可调节(1V FB) 版本的初始基准电压精

度

V_FB

0.985

1.015

V_IN= 3.0V 至36V，FPWM 模式

仅限可调节版本，V_FB= 1V

I_FB

从FB 到AGND 的输入电流

电流限值

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7.5 电气特性(continued)

限制值适用于推荐的-40°C 至+125°C 工作结温范围，除非另有说明。最小和最大限制经过测试、设计和统计相关性分析确

定。典型值表示T_J= 25°C 条件下最有可能达到的参数标准，仅供参考。除非另有说明，以下条件适用：V_IN= 12。VIN1 短接

至VIN2 = V_IN。V_OUT是输出设定点。

参数

短路高侧电流限值

低侧电流限值

测试条件

最小值

11.5

典型值

13.8

9.2

最大值

15.7

单位

I_SC

I_LS-LIMIT

I_PEAK-MIN

I_L-NEG

10.5

占空比接近0%

1.9

最小峰值电感器电流

负电流限值

-6.4

-3.9

–5.3

过零电流限值。流出SW 引脚的电流方

向为正。

I_L-ZC

自动模式，静态测量

V_HICCUP

0.36

0.4

0.44

FB 引脚上的断续阈值

电源正常（/RESET 引脚）

V _RESET-OV

V _RESET-UV

109.5

112

114.5

97.5

RESET 阈值上限- 上升

RESET 阈值下限- 下降

FB 电压%

输出电压与UV 阈值下降时，RESET

UV 阈值占稳态输出电压的百分比，在相

同的T_J和V_IN下读取。

V _{RESET_GUARD}

下降

V _RESET-HYS-

1.3

RESET 下降阈值迟滞

FB 电压%

FALLING

V _RESET-HYS-

RESET 上升阈值迟滞

RISING

在V_RESET小于0.4V 且10kΩ上拉至外

部5V 时测得

V_{RESET_VALID}

1.2

0.4

正常RESET 功能的最小输入电压

46.0µA 上拉至RESET 引脚，V_IN

1.0V，V_EN= 0V

1mA 上拉至RESET 引脚，V_IN= 12V，

V_EN= 0V

V_OL

RESET 低电平功能输出电压

2mA 上拉至RESET 引脚，V_IN= 12V，

V_EN= 3.3V

R_RESET

125

RESET 导通电阻，

RESET 边沿抗尖峰延迟

RESET 运行时间

V_EN= 5V，1mA 上拉电流

V_EN= 0V，1mA 上拉电流

R_RESET

t_{RESET_FILTER}

t_{RESET_ACT}

µs

1.2

2.1

3.75

FB 时间在RESET 释放前必须有效。

振荡器（RT 和SYNC 引脚）

f_OSC

RT = GND

RT = VCC

1.90

320

2.2

2.42

450

MHz

kHz

内部振荡器频率

400

使用RT 电阻器的最大值选择2.2MHz

测得的振荡器频率

f_{FIXED_2.2MHz}

1.95

2.2

2.42

MHz

RT = 6.81kΩ

使用RT 电阻器的最小值选择0.4MHz

测得的振荡器频率

f_{FIXED_0.4MHz}

f_ADJ

352

630

400

700

448

770

kHz

RT = 40.2kΩ

RT = 22.6kΩ

中心微调振荡器频率

高侧驱动（CBOOT 引脚）

与SW 相比CBOOT 引脚上的电压，将

关闭高侧开关

V_{CBOOT_UVLO}

1.9

MOSFET

R_DS-ON-HS

R_DS-ON-LS

高侧MOSFET 导通电阻

低侧MOSFET 导通电阻

负载= 1A，C_BOOT-SW= 3.2V

mΩ

PWM 限制（SW 引脚）

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7.5 电气特性(continued)

限制值适用于推荐的-40°C 至+125°C 工作结温范围，除非另有说明。最小和最大限制经过测试、设计和统计相关性分析确

定。典型值表示T_J= 25°C 条件下最有可能达到的参数标准，仅供参考。除非另有说明，以下条件适用：V_IN= 12。VIN1 短接

至VIN2 = V_IN。V_OUT是输出设定点。

参数

测试条件

V_IN=18V，I_OUT= 2A，R_BOOT= 0Ω

V_IN= 5V

最小值

典型值

最大值

单位

t_ON-MIN

t_OFF-MIN

t_ON-MAX

最短高侧开关导通时间

最短高侧开关关断时间

最大开关导通时间

103

6.9

8.9

µs

压降中的HS 超时

在频率折返期间

D_MAX

最大开关占空比

fsw =1.85MHz

启动

V_IN= 12V、C_VCC= 1µF 时从EN 高电平

到第一个SW 脉冲的时间（如果输出从

0V 开始）

t_EN

0.82

1.2

2.7

导通延迟

从设定点的第一个SW 脉冲到90%

t_SS

t_W

1.6

2.2

_REF的时间。

短路等待时间（“断续”时间）

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7.6 系统特性

以下规格仅适用于具有标称元件值的典型应用电路。典型值列中的规格仅适用于T_J= 25°C 的情况。量产测试无法保证这些规

格。

参数

测试条件

最小值

典型值最大值

单位

电源

V_IN= V_EN/SYNC= 24V，V_OUT= V_VLDOIN= 3.3V，V_MODE= 0V，F_SW

1MHz，I_OUT= 0A

I_IN

µA

稳压时的输入电源电流

输出电压

ΔV_OUT1

ΔV_OUT2

V_OUT= 3.3V，V_IN= 24V，I_OUT= 0.1A 至8A

V_OUT= 3.3V，V_IN= 4V 至36V，I_OUT= 8A

负载调整率

线性调整率

V_OUT= 5V，V_IN= 24V，在1A/µs 下I_OUT= 0A 至4A，C_OUT(derated)

100μF

150

ΔV_OUT3

负载瞬变

效率

V_IN= 12V，V_OUT= V_VLDOIN= 3.3V，I_OUT= 4A，F_SW= 1MHz

V_IN= 24V，V_OUT= V_VLDOIN= 3.3V，I_OUT= 4A，F_SW= 1MHz

V_IN= 12V，V_OUT= V_VLDOIN= 5V，I_OUT= 4A，F_SW= 1MHz

V_IN= 24V，V_OUT= V_VLDOIN= 5V，I_OUT= 4A，F_SW= 1MHz

92.1

效率

94.3

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7.7 典型特性

除非另有说明，否则V_IN= 12V。

T_J= -40C

T_J= 25C

T_J= 125C

-50

-25

100

125

Junction Temperature (°C)

Input Voltage (V)

V_LDOIN= 3.3V

V_MODE= 0V

图7-2. 非开关输入电源电流

图7-1. 关断电源电流

Peak

Valley

-50

-25

100

125

Junction Temperature (°C)

图7-3. 反馈电压

图7-4. 高侧（峰值）和低侧（谷值）电流限制

1.4

1.2

0.8

0.6

0.4

0.2

V_ENRising

V_ENFalling

V_{EN_WAKE}Rising

V_{EN_WAKE}Falling

High-side MOSFET

Low-side MOSFET

-50

-25

100

125

-50

-25

100

125

Junction Temperature (°C)

图7-6. 使能阈值

图7-5. 高侧与低侧MOSFET R_DS(on)

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7.7 典型特性(continued)

除非另有说明，否则V_IN= 12V。

115

110

105

100

OV Tripping

OV Recovery

UV Recovery

UV Tripping

-50

-25

100

125

200 400 600 800 1000 1200 1400 1600 1800 2000 2200

Frequency (kHz)

Junction Temperature (°C)

图7-7. 电源正常(PG) 阈值

图7-8. 通过RT 电阻设置的开关频率

Airflow

250 LFM

Nat conv

Airflow

250 LFM

Nat conv

100

125

100

125

Ambient Temperature (°C)

图7-9. EVM 热性能

图7-10. EVM 热性能

（V_IN= 12V，V_OUT= 5V，F_SW= 1MHz）

（V_IN= 24V，V_OUT= 5V，F_SW= 1MHz）

Airflow

250 LFM

Nat conv

Airflow

250 LFM

Nat conv

100

125

100

125

Ambient Temperature (°C)

图7-11. EVM 热性能

图7-12. EVM 热性能

（V_IN= 12V，V_OUT= 3.3V，F_SW= 700kHz）

（V_IN= 24V，V_OUT= 3.3V，F_SW= 700kHz）

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8 详细说明

8.1 概述

TLVM13610 是一款易于使用的同步降压直流/直流电源模块，专为注重可靠性、小解决方案尺寸和低 EMI 特性的

各种应用而设计。TLVM13610 具有集成功率 MOSFET、降压电感器和 PWM 控制器，可在 3V 至 36V 的输入电

压范围内工作，瞬态电压高达 42V。该模块以极小的解决方案尺寸提供高达8A（峰值10A）的直流负载电流，并

具有高转换效率和超低输入静态电流。该模块不需要控制环路补偿，可缩短设计时间并减少外部元件数量。

TLVM13610 可以使用其 RT 引脚或外部时钟信号实现 200kHz 至 2.2MHz 的可编程开关频率范围，并整合了多项

特定功能，可提高噪声敏感型应用中的EMI 性能：

• 经过优化的封装和引脚排列设计可实现屏蔽式开关节点布局，可降低辐射EMI

• 具有对称电容器布局的并行输入和输出路径可更大限度地减少寄生电感、开关电压振铃和辐射场耦合

• 电阻器可编程开关节点压摆率

• 具有增强型栅极驱动控制的集成功率MOSFET 可实现低噪声PWM 开关

这些特性共同显著降低了EMI 滤波要求，同时有助于满足传导和辐射发射的CISPR 11 和CISPR 32 B 类EMI 限

制。

TLVM13610 模块还包括固有保护功能，可满足稳健的系统要求：

• 用于电源轨时序控制和故障报告的开漏PGOOD 指示器

• 具有迟滞功能的精密使能输入，可提供

– 可编程线路欠压锁定(UVLO)

– 远程开关功能

• 内部固定输出电压软启动，可单调启动至预偏置负载

• 具有逐周期峰值和谷值电流限制的断续过流保护

• 具有自动恢复功能的热关断。

TLVM13610 采用专为简单布局而设计的引脚排列，仅需很少的外部元件，最高结温为 125°C。请参阅典型性能曲

线以估算在给定环境中的适用情况。

8.2 功能方框图

VLDOIN

VCC

Optional

external bias

(from VOUT)

LDO bias

subregulator

VIN

Oscillator

R_RT

UVLO

SYNC

detect

V_IN= 3 V to 36 V

OTP

VIN1, VIN2

R_ENT

Shutdown

logic

Precision

enable for

V_INUVLO

Enable

logic

RBOOT

CBOOT

100

R_ENB

OCP

PGOOD

indicator

PGOOD

logic

C_IN

Power

stage

and

control

logic

2.2 µH

V_OUT= 1 V to 10 V

R_FBT

VOUT1, VOUT2

To VOUT

sense point

UVLO

OTP

OCP

Soft start

C_OUT

R_FBB

Comp

VREF

PGND

AGND

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8.3 特性说明

8.3.1 输入电压范围（VIN1、VIN2）

TLVM13610 模块的稳态输入电压范围为 3V 至 36V，适用于典型 12V、24V 和 28V 输入电源轨中的降压转换。

图8-1 中的原理图电路展示了实现基于TLVM13610 且采用单输入电源的降压稳压器所需的所有元件。

V_IN= 3V to 36 V

VIN1

VIN2

C_IN1

C_IN2

PGND

R_ENT

Precision enable

for V_INUVLO

PGOOD

indicator

TLVM13610

R_ENB

Optional

external bias

R_PG

VLDOIN

V_OUT= 1-10 V

100 k

VOUT1

VOUT2

VCC

C_OUT

C_FF

R_FBT

CBOOT

RBOOT

R_RT

R_FBB

AGND

Adjustable

Switching

Frequency

图8-1. 输入工作电压范围为3V 至36V 的TLVM13610 原理图

启动所需的最小输入电压为3.7V。请格外小心，确保模块 VIN 引脚（VIN1 和VIN2）上的电压在线路或负载瞬态

事件期间不超过42V 的绝对最大额定电压。如果VIN 引脚上的电压振铃超过绝对最大额定值，则可能会损坏IC。

8.3.2 可调输出电压(FB)

TLVM13610 的可调输出电压范围为 1V 至最高 20V 或略低于 V_IN（以较低者为准）。设置输出电压需要两个反馈

电阻器，在图8-1 中被指定为 R_FBT和R_FBB。FB 引脚上的基准电压设置为1V，整个结温范围内的反馈系统精度

为±1%。该器件的结温范围为–40°C 至125°C。

可以使用下面的方程式1，根据R_FBT的建议值100kΩ来计算R_FBB的阻值。

kΩ

FBT

kΩ =

(1)

FBB

OUT

− 1

表 8-1 列出了多个输出电压的标准电阻器值，以及保持合理峰峰值电感器纹波电流的建议开关频率范围。该表还

包括每个输出电压设置保持稳定性所需的最小输出电容。列出的电容代表直流偏置电压和温度下陶瓷电容降额的

有效值。此外，当输出电容接近最小建议值时，应将前馈电容C_FF与R_FBT并联，以增加相位裕度。

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C_FF(pF)

表8-1. 标准R_FBT值、建议的F_SW范围和最小C_OUT

BOM⁽²⁾

R_FBB(kΩ) ⁽¹⁾

建议的F_SW范围(kHz)

C_OUT(min)(µF)（有效）

V_OUT(V)

1.8

3.3

400

350

100

200 至750

4 × 100μF (6.3V)

4 × 47μF (10V)

3 × 47μF (10V)

4 × 47μF (16V)

开路

125

43.4

—

100

300 至900

400 至1100

500 至1400

0.75 至1.5

12.5

—

(1) R_FBT= 100kΩ。

(2) 有关输出电容器列表，请参阅表8-3。

请注意，反馈电阻越高，消耗的直流电流越小。但是，如果上 R_FBT电阻值大于 1MΩ，则反馈路径更容易受到噪

声的影响。反馈电阻越大，通常需要更仔细地考虑反馈路径布局。确保将反馈电阻器放置在靠近 FB 和 AGND 引

脚的位置，使反馈走线尽可能短（并远离PCB 的噪声区域）。有关更多详细信息，请参阅布局示例指南。

8.3.3 输入电容器

需要输入电容器来限制该模块中因开关频率交流电流而导致的输入纹波电压。TI 推荐使用陶瓷电容器来在宽温度

范围内提供低阻抗和高 RMS 电流等级。方程式 2 给出了输入电容器 RMS 电流。最大输入电容器 RMS 电流会出

现在D = 0.5 时，这时电容器的RMS 电流等级必须大于输出电流的一半。

∆ i

D ×

× 1 − D +

(2)

CIN, rms

OUT

其中

• D = V_OUT/V_IN是模块占空比。

理想情况下，降压级输入电流的直流和交流分量分别由输入电压源和输入电容器提供。在忽略电感器纹波电流的

情况下，输入电容器会在 D 间隔期间拉出幅值为 (I_OUT– I_IN) 的电流，并在 1 – D 期间灌入幅值为 I_IN的电流。

因此，输入电容器会传导峰-峰值幅度等于输出电流的方波电流。因此，交流纹波电压的相应容性分量为三角波

形。通过与ESR 相关纹波分量相结合，方程式3 可以给出峰峰值纹波电压幅值：

× D × 1 − D

× C

OUT

∆ V

+ I

× R

ESR

(3)

OUT

方程式4 给出了特定负载电流所需的输入电容：

× D × 1 − D

OUT

≥

(4)

∆ V − I

× R

ESR

IN OUT

其中

• ΔV_IN是输入纹波电压规格。

TLVM13610 需要至少两个 10µF 陶瓷输入电容器，最好使用 X7R 或 X7S 电介质并采用 1206 或 1210 尺寸。为

了满足传导EMI 规格，例如CISPR 11 或CISPR 32，应用可能需要额外的电容。

表 8-2 包含按供应商分类的首选电容器列表。为了更大限度地减小开关环路中的寄生电感，请将陶瓷输入电容器

放置在靠近 VIN1 和 VIN2 引脚的对称布局中，并使用模块下方的铜接地平面将电容器返回端子连接到 PGND 引

脚。

表8-2. 推荐的陶瓷输入电容器

供应商⁽¹⁾

TDK

Murata

电容(µF)⁽²⁾

额定电压(V)

电介质

X7R

器件型号

外壳尺寸

C3216X7R1H106K160AC

GCM32EC71H106KA03K

1206

X7S

1210

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表8-2. 推荐的陶瓷输入电容器(continued)

供应商⁽¹⁾

AVX

电容(µF)⁽²⁾

额定电压(V)

电介质

X7R

器件型号

外壳尺寸

12105C106MAT2A

GRM32ER71H106KA12L

1210

Murata

X7R

1210

(1) 有关供应情况、材料成分、RoHS 和无铅状态以及本表中所列电容器的制造工艺要求，请咨询电容器供应商。请参阅第三方产品免责声

明。

(2) 铭牌电容值（根据施加的直流电压和温度，有效值较小）。

如电源建议中所述，大容量电解电容（68µF 至100µF）提供低频滤波和并联阻尼，以减轻与低 ESR、高Q 陶瓷

输入电容器共振的输入寄生电感影响。

8.3.4 输出电容器

表 8-1 列出了 TLVM13610 所需的最小输出电容值。使用陶瓷电容时，必须考虑直流偏置和温度变化的影响。特

别是对于陶瓷电容器，封装尺寸、额定电压和电介质材料会导致标准额定值与电容的实际有效值之间存在差异。

当包含高于 C_OUT(min)的附加电容时，电容可以是陶瓷型、低 ESR 聚合物型或两者的组合。有关按供应商分类的

优选输出电容器列表，请参阅表8-3。

表8-3. 推荐的陶瓷输出电容器

供应商⁽¹⁾

Murata

电容(µF)⁽²⁾

电压(V)

电介质

X7R

X6S

X7R

X6S

X6T

X7S

器件型号

外壳尺寸

1206

1210

1206

1210

1206

1210

GRM31CZ71C226ME15L

C3225X7R1C226M250AC

GRM32ER71C226KEA8K

C3216X6S1E226M160AC

12103C226KAT4A

TDK

村田（Murata）

TDK

AVX

Murata

AVX

GRM32ER71E226ME15L

1210ZC476MAT2A

Murata

TDK

GRM32ER71A476ME15L

GRM32EC81C476ME15L

C3216X6S0G107M160AC

GRM31CD80J107MEA8L

GRM32EC70J107ME15L

100

6.3

Murata（村田）

Murata

(1) 有关表中所列任何电容器的供应情况、材料成分、RoHS 和无铅状态以及制造工艺要求，请咨询电容器供应商。请参阅第三方产品免责

声明。

(2) 铭牌电容值（根据施加的直流电压和温度，有效值较小）。

8.3.5 开关频率(RT)

在RT 和AGND 之间连接一个指定为R_RT的电阻器（如图8-1 所示），以在200kHz 至2.2MHz 之间设置开关频

率。请参阅方程式5 来计算所需频率对应的R_RT。

16.4

kΩ =

− 0.633

(5)

MHz

请参阅表 8-1 或使用方程式 5 中的简化表达式，以查找在标称输入电压下将电感器纹波电流设置为 8A 模块电流

额定值的25% 至40% 的开关频率。

8.3.6 精密使能和输入电压UVLO (EN)

EN 引脚为 TLVM13610 提供精密开关控制功能。EN 引脚电压超过上升阈值，并且 V_IN高于其最小导通阈值后，

器件开始运行。使能TLVM13610 的最简单方式是将 EN 引脚直接连接至VIN。此操作允许TLVM13610 在V_IN处

于其有效工作范围内时启动。但是，许多应用都受益于图 8-1 中所示的使能分压器网络，该网络可建立精密输入

欠压锁定 (UVLO)。这可用于时序控制，防止与长输入电缆配合使用时重新触发器件，或减少电池电源深度放电的

发生。也可以使用外部逻辑信号来驱动使能输入，从而开启和关闭输出，以及实现系统时序控制或保护。

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可以使用方程式6 来计算R_ENB

：

EN_RISE

V − V

kΩ = R

kΩ ×

(6)

ENB

ENT

IN on

EN_RISE

其中

• R_ENT的典型值为100kΩ。

• V_{EN_RISE}是使能上升阈值电压，为1.263V（典型值）。

• V_IN(on)是所需的启动输入电压。

8.3.7 电源正常监视器(PG)

TLVM13610 提供电源正常状态信号，以指示输出电压何时处于 94% 至112% 的调节窗口内。当反馈(FB) 电压超

出指定的PGOOD 阈值时，PG 电压变为低电平（请参阅图7-7）。此操作可能发生在电流限制和热关断期间，以

及处于禁用状态和正常启动期间。

PG 是一个开漏输出，需要一个外部上拉电阻器连接到直流电源，如VCC 或V_OUT。为限制 VCC 提供的电流，上

拉电阻的推荐范围为 20kΩ 至 100kΩ。26µs 抗尖峰脉冲滤波器可防止在输出电压的短时偏移（例如在线路和负

载瞬态期间）时出现错误标志。当 EN 被拉低时，PG 被强制为低电平，并且只要输入电压高于 1V（典型值），

PG 就保持有效。使用PG 信号对下游稳压器进行启动时序控制（如图8-2 所示）或进行故障保护和输出监控。

V_IN(on)= 13.9 V

V_IN(off)= 10 V

V_OUT2= 3.3 V

V_OUT1= 5 V

R_UV1

1 M

R_FB3

PG 13

R_PG

R_FB1

40.2 k

23.2 k

100 k

R_UV2

1 V

100 k

R_FB4

10 k

R_FB2

10 k

Regulator #1

Regulator #2

Start-up based on

input voltage UVLO

Sequential start-up

based on PG

图8-2. 使用PG 和EN 的TLVM13610 时序控制实现

8.3.8 可调开关节点压摆率（RBOOT、CBOOT）

调节 TLVM13610 的开关节点压摆率，用于缩短开关节点电压上升时间并改善高频下的 EMI 性能。但是，延长上

升时间会降低效率。必须注意在改善EMI 性能与降低效率之间取得平衡。

在 RBOOT 和 CBOOT 之间放置一个电阻器，以便调节内部电阻，从而平衡 EMI 和效率性能。如果不需要改善

EMI，则将RBOOT 连接到CBOOT，以短接内部电阻器，从而实现最高效率。如果需要较低的EMI，请连接一个

100kΩ 至 500kΩ 的电阻器。将 R_BOOT引脚悬空会导致 20ns 的上升时间，由于较高的负载电流会增加功率损

耗，因此不推荐这样做。

8.3.9 辅助电源稳压器（VCC、VLDOIN）

VCC 是内部 LDO 子稳压器的输出，用于为 TLVM13610 的控制电路供电。标称 VCC 电压为 3.3V。VLDOIN 引

脚是内部 LDO 的输入端。该输入端可连接到 V_OUT以提供尽可能低的输入电源电流。如果 VLDOIN 电压低于

3.1V，则VIN1 和VIN2 直接为内部LDO 供电。

为了防止不安全运行，VCC 具有 UVLO 保护，可在内部电压过低时防止进行开关操作。请参阅电气特性中的

_{CC_UVLO}和V_{CC_UVLO_HYS}。

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VCC 不得用于为外部电路供电。请勿加载VCC 或将其短接至地。VLDOIN 是内部LDO 的可选输入。将一个可选

的优质0.1µF 至1µF 电容器从VLDOIN 连接到AGND，以提高抗噪性。

LDO 通过以下两个输入之一提供 VCC 电压：V_IN或 VLDOIN。当 VLDOIN 接地或低于 3.1V 时，LDO 从 V_IN获

取电源。当VLDOIN 连接到高于3.1V 的电压时，LDO 输入变为VLDOIN。VLDOIN 电压不得超过V_IN和12V。

方程式7 将LDO 降低的功率损耗指定为：

P_LDO-LOSS= I_LDO× (V_IN-LDO–V_VCC

)

(7)

VLDOIN 输入提供了一个选项，可为 LDO 提供低于 V_IN的电压，从而更大程度地降低 LDO 输入电压（相对于

VCC）并降低功率损耗。例如，如果LDO 电流在 1MHz、V_IN= 24V 且V_OUT= 5V 时为10mA，则VLDOIN 接地

时的 LDO 功率损耗为 10mA × (24V–3.3V) = 207mW，而当 VLDOIN 连接至 V_OUT时，损耗等于 10mA × (5V–

3.3V) = 17mW，减少了190mW。

图8-3 和图8-4 显示了VLDOIN 连接到VOUT 时和未连接VOUT 时的典型效率图。

100

V_VLDOIN= V_OUT

V_VLDOIN= GND

V_VLDOIN= V_OUT

V_VLDOIN= GND

Output Current (A)

V_IN= 24V

V_OUT= 5V

F_SW= 1MHz

V_IN= 36V

V_OUT= 5V

F_SW= 1MHz

图8-3. 通过外部偏置提高效率

图8-4. 通过外部偏置提高效率

8.3.10 过流保护(OCP)

TLVM13610 使用峰值电感电流的逐周期电流限制保护来防止出现过流情况。每个开关周期都会将电流与电流限制

阈值进行比较。在过流情况下，输出电压会降低。

TLVM13610 会在发生极端过载时采用断续过流保护。在断续模式下，TLVM13610 模块会关断并保持关断 40ms

（典型值），然后会尝试重新启动。如果过流或短路故障情况仍然存在，则断续模式会重复，直到故障情况消

失。断续模式会降低严重过流条件下的功耗，从而防止器件过热和受到潜在的损害。故障排除后，该模块会自动

恢复正常运行。

8.3.11 热关断

热关断是一种集成式自保护功能，用于限制结温并防止因过热而造成损坏。当结温超过 168°C（典型值）时，热

关断功能会关断器件，以防止进一步的功率耗散和温升。关断后，结温会降低，当结温降至 159°C（典型值）

时，TLVM13610 会尝试重新启动。

8.4 器件功能模式

8.4.1 关断模式

EN 引脚为 TLVM13610 提供开关控制功能。当 V_EN低于约 0.4V 时，该器件处于关断模式。内部 LDO 和开关稳

压器均关闭。关断模式下的静态电流降至 0.6μA（典型值）。TLVM13610 还采用内部欠压保护。如果输入电压

低于其UV 阈值，则稳压器将保持关闭状态。

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8.4.2 待机模式

VCC 辅助电源的内部 LDO 具有比稳压器本身更低的使能阈值。当 V_EN高于 1.1V（最大值）并且低于 1.263V

（典型值）的精密使能阈值时，内部 LDO 将导通并进行调节。内部 V_CC高于其 UVLO 阈值后，精密使能电路会

导通。在V_EN升至精密使能阈值以上之前，不会启用开关操作和电压调节。

8.4.3 运行模式

当 V_VCC和 V_EN高于相关阈值且不存在故障条件时，TLVM13610 处于运行模式。使之运行的最简单方法是将 EN

连接到V_IN，这样可以在施加的输入电压超过最小启动电压时实现自启动。

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9 应用和实施

备注

以下应用部分中的信息不属于 TI 元件规格，TI 不担保其准确性和完整性。TI 的客户负责确定元件是否

适合其用途，以及验证和测试其设计实现以确认系统功能。

9.1 应用信息

TLVM13610 同步降压模块只需几个外部元件，即可在高达 8A 的输出电流下将宽范围电源电压转换为固定输出电

压。为了加快并简化基于 TLVM13610 的稳压器的设计过程，TI 提供了一个全面的 TLVM13610 快速入门计算器

工具，下载后可协助系统设计人员为给定应用选择元件。

9.2 典型应用

有关TLVM13610 相关实现的电路原理图、物料清单、PCB 布局文件和测试结果，请参阅TLVM13610EVM。

9.2.1 设计1 –用于工业应用的高效8A（峰值10A）同步降压稳压器

下图显示了开关频率为 1MHz 的5V、8A 降压稳压器的原理图。在本例中，根据9V 至36V 范围内的 24V 标称输

入电压，半负载和满负载时的目标效率分别为 93.4% 和 91.5%。15.8kΩ 的电阻器 R_RT将自由运行开关频率设定

为1MHz。

V_IN= 9 V to 36 V

VIN1

VIN2

C_IN1

C_IN2

V_IN(on)= 6 V

V_IN(off)= 4.3 V

PGND

R_ENT

187 k

Precision enable

for V_INUVLO

PGOOD

indicator

TLVM13610

R_ENB

Optional

external bias

V_OUT= 5 V

I_OUT= 8 A

R_PG

49.9 k

VLDOIN

100 k

VOUT1

VOUT2

VCC

C_OUT

C_FF

22 pF

R_FBT

CBOOT

RBOOT

3 ꢀ 47

100 k

R_RT

R_FBB

AGND

24.9 k

15.8 k

Fsw =1MHz

图9-1. 电路原理图

9.2.1.1 设计要求

表 9-1 展示了此应用设计示例的预期输入、输出和性能参数。请注意，如果输入电压降至低于大约 6V，则稳压器

会在压降下运行且输出电压低于其5V 设定点。

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表9-1. 设计参数

设计参数

值

9 V 至36 V

6V 和4.3V

输入电压范围

输入电压UVLO 导通/关断

输出电压

最大输出电流

1MHz

±1%

开关频率

输出电压调节

< 1µA

模块关断电流

表9-2 提供了所选降压模块功率级元件以及多个供应商处的提供情况。此设计使用全陶瓷输出电容器实现。

表9-2. 应用电路1 的物料清单

技术规格

制造商⁽¹⁾

参考标识符

数量

器件型号

Taiyo Yuden（太阳诱

电）

UMJ325KB7106KMHT

10µF，50V，X7R，1210，陶瓷

TDK

Murata（村田）

TDK

CNA6P1X7R1H106K

GCM32EC71H106KA03

CGA6P3X7S1H106M

GRM32ER70J476ME20K

12106C476MAT2A

C_IN1、C_IN2

10µF，50V，X7R，1210，陶瓷

47µF，6.3V，X7R，1210，陶瓷

47µF，10V，X7R，1210，陶瓷

Murata

AVX

C_OUT1、

Murata

AVX

GRM32ER71A476ME15L

1210ZC476MAT2A

_OUT2、C_OUT3

Murata

GRM32EC70J107ME15L

TLVM13610RDLR

100µF，6.3V，X7R，1210，陶瓷

TLVM13610 36V、8A 同步降压模块

U₁

德州仪器(TI)

(1) 请参阅第三方产品免责声明。

更笼统地说，TLVM13610 模块旨在于各种外部元件和系统参数下正常运行。但是，集成环路补偿针对一定范围的

输出电容进行了优化。

9.2.1.2 详细设计过程

9.2.1.2.1 使用WEBENCH® 工具进行定制设计

点击此处来通过WEBENCH® Power Designer 使用TLVM13610 器件创建定制设计。

1. 首先键入输入电压（V_IN）、输出电压（V_OUT）和输出电流（I_OUT）要求。

2. 使用优化器表盘优化该设计的关键参数，如效率、占用空间和成本。

3. 将生成的设计与德州仪器(TI) 其他可行的解决方案进行比较。

WEBENCH Power Designer 提供了定制原理图，并罗列了实时价格和元件供货情况的物料清单。

在多数情况下，可执行以下操作：

• 运行电气仿真，观察重要波形以及电路性能。

• 运行热性能仿真，了解电路板热性能。

• 将定制原理图和布局方案以常用CAD 格式导出。

• 打印设计方案的PDF 报告并与同事共享。

有关WEBENCH 工具的详细信息，请访问www.ti.com.cn/WEBENCH。

9.2.1.2.2 输出电压设定点

TLVM13610 模块的输出电压可以通过一个电阻分压器从外部调节。R_FBT的建议值为 100kΩ，与 1MΩ 相比可提

高抗噪性能，与较低电阻值相比可降低电流消耗。应使用以下公式计算R_FBB

：

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× V

FBT

OUT

REF

(8)

FBB

− V

为R_FBB选择最接近的标准值24.9kΩ。

9.2.1.2.3 开关频率选择

将一个 15.8kΩ 电阻器从 RT 连接到 AGND，以设置 1MHz 的开关频率，该开关频率专为 5V 输出而设计，因为

它可以在24V 的标称输入电压下将电感器峰峰值纹波电流建立到8A 额定输出电流的20% 至40% 范围内。

9.2.1.2.4 输入电容器选择

TLVM13610 需要至少 2 个 10µF 陶瓷输入电容，最好使用 X7R 电介质。输入电容器的电压等级必须大于最大输

入电压。对于此设计，请选择两个 10µF、X7R、50V、1210 外壳尺寸陶瓷电容器，从 VIN1 和 VIN2 连接到

PGND 并尽可能靠近模块。有关推荐的布局放置，请参阅图9-13。

9.2.1.2.5 输出电容器选型

从表 8-1 可以看到，TLVM13610 需要最低 25μF 的有效输出电容，才能在 2.2MHz、5V 输出电压条件下正常运

行。使用具有足够额定电压和温度的高品质陶瓷型电容器。如果需要，连接额外的输出电容以降低纹波电压或用

于具有特定负载瞬态要求的应用。

对于此设计示例，请在靠近模块位置使用两个 47mΩ、6.3V 或 10V、X7R、1210 陶瓷电容器从 VOUT1 和

VOUT2 引脚连接到PGND。在25°C 和–40°C 时，5V 时的总有效电容分别约为52µF 和38µF。

9.2.1.2.6 其他连接

将 RBOOT 短接至 CBOOT 并将 VLDOIN 连接至 5V 输出，以实现最佳效率。当使用接近表 8-1 中最小值的输出

电容时，要增加相位裕度，可以在上部反馈电阻器上放置一个指定为 C_FF的前馈电容器。将 C_FF和 R_FBT创建的

零点置于开关值的五分之一以上，以便它可以提升相位，但不会显著增加交叉频率。由于此 C_FF电容器可以将电

路输出端的噪声直接传导至IC 的FB 节点，因此必须将一个4.99kΩ电阻器R_FF与C_FF串联。如果输出电容器的

ESR 零值低于200kHz，则不要使用CFF。

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9.2.1.3 应用曲线

除非另有指明，否则V_IN= 24V、V_OUT= 5V、I_OUT= 8A 且F_SW= 1MHz

100

VIN = 12 V

VIN = 24 V

VIN = 36 V

VIN = 12 V

VIN = 24 V

VIN = 36 V

Output Current (A)

V_OUT= 5V

F_SW= 1 MHz

V_OUT= 5V

F_SW= 1 MHz

FPWM 模式

自动模式

图9-3. V_OUT= 5V 时的效率

图9-2. V_OUT= 5V 时的效率

5.05

5.025

5.05

5.025

4.975

VIN = 12 V

VIN = 24 V

VIN = 36 V

VIN = 12 V

VIN = 24 V

VIN = 36 V

4.95

Output Current (A)

V_OUT= 5V

F_SW= 1 MHz

V_OUT= 5V

F_SW= 1 MHz

FPWM 模式

自动模式

图9-5. V_OUT= 5V 时的负载调节

图9-4. V_OUT= 5V 时的负载调节

CH 4 ( IOUT )

CH 1 ( VIN )

CH 2 ( VOUT )

CH 3 ( PG )

CH 3 ( VOUT )

V_OUT= 5V

T_R= T_F= 4µs

F_SW= 1 MHz

FPWM 模式

V_IN= 24V

I_OUT= 8 A

F_SW= 1 MHz

V_IN= 24V

压摆率= 1 A/µs

图9-6. 启动

图9-7. 瞬态负载，在1A/µs 下为4A 至8A

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CH 1 ( VIN )

CH 4 ( IOUT )

CH 2 ( VOUT )

CH 3 ( PG )

CH 3 ( VOUT )

CH 4 ( IOUT )

V_OUT= 5V

F_SW= 1 MHz

V_OUT= 5V

T_R= T_F= 4µs

F_SW= 1 MHz

FPWM 模式

V_IN= 24V

压摆率= 1 A/µs

图9-9. 启动至短路

图9-8. 瞬态负载，在1A/µs 下为0A 至4A

CISPR11 Class B Limit

Evaluation Board (Horizontal)

Evaluation Board (Vertical)

100 200 300 400 500 600 700 800 900 1000

Frequency (MHz)

V_OUT= 5V

F_SW= 1 MHz

在移除EMI 滤波

器的情况下增加了

2 个10pF C_IN

V_OUT= 5V

F_SW= 1 MHz

默认EVM

图9-10. CISPR 11/32 B 类传导发射：V_IN= 24V

图9-11. 符合CISPR 11 B 类辐射发射限制：V_IN= 24V

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9.3 电源相关建议

TLVM13610 降压模块设计为可在3V 至36V 的宽输入电压范围内工作。输入电源的特性必须符合本数据表中的绝

对最大额定值和建议运行条件。此外，输入电源必须能够向负载稳压器电路提供所需的输入电流。可以使用方程

式9 来估算平均输入电流。

× I

OUT OUT

(9)

× η

其中

• η为效率。

如果该模块通过长导线或具有大阻抗的PCB 迹线连接到输入电源，则需要特别谨慎才能实现稳定的性能。输入电

缆的寄生电感和电阻可能会对该模块的运行造成不良影响。更具体地说，寄生电感与低 ESR 陶瓷输入电容器组合

形成一个欠阻尼谐振电路，这有可能在每次输入电源打开和关闭时导致不稳定或电压瞬变。寄生电阻会在负载瞬

变期间导致输入电压下降。如果该模块的工作电压接近最小输入电压，此下降可能导致错误的 UVLO 故障触发和

系统复位。

若要解决此类问题，最佳做法是缩短输入电源与该模块之间的距离，并将电解输入电容器与陶瓷电容器并联使

用。电解电容器的中等 ESR 有助于抑制输入谐振电路，并减少输入端的任何过冲或下冲。47µF 至100µF 范围内

的电容通常足以提供输入并联抑制，并有助于在大负载瞬变期间保持输入电压稳定。0.1Ω 至 0.4Ω 的典型 ESR

可为大多数输入电路配置提供足够的阻尼。

9.4 布局

在高电流、快速开关模块电路（具有高内部电压和电流压摆率）中，为了实现可靠的器件运行和设计稳健性，正

确的PCB 设计和布局非常重要。此外，模块的EMI 性能在很大程度上取决于PCB 布局。

9.4.1 布局指南

以下列表总结了用于优化直流/直流模块性能（包括热特性和 EMI 特性）的 PCB 布局和元件放置基本指南。图

9-12 和图9-13 显示了TLVM13610 的推荐PCB 布局，并优化了功率级和小信号元件的布局和布线。

• 将输入电容器尽可能靠近VIN 引脚放置。请注意，输入电容器基于模块封装每一侧的VIN1 和VIN2 引脚的双

对称排列。高频电流分为两个部分并有效地反向流动，使相关磁场相互抵消，从而提高EMI 性能。

– 使用具有X7R 或X7S 电介质的低ESR 1206 或1210 陶瓷电容器。该模块集成了两个0402 输入电容器，

用于高频旁路。

– 输入电容器的接地返回路径必须包含连接到模块下方PGND 焊盘的局部顶层平面。

– 即使VIN 引脚在内部连接，也要在较低的PCB 层上使用宽多边形平面将这些引脚连接在一起并连接到输入

电源。

• 将输出电容器尽可能靠近VOUT 引脚放置。输出电容器采用类似的双路对称布置，可消除磁场并降低EMI。

– 输出电容器的接地返回路径必须包含连接到模块下方PGND 焊盘的局部顶层平面。

– 即使VOUT 引脚在内部连接，也要在较低的PCB 层上使用宽多边形平面将这些引脚连接在一起并连接到负

载，从而减少传导损耗和热应力。

• 通过将反馈电阻器靠近FB 引脚放置，使FB 走线尽可能短。通过将电阻分压器靠近FB 引脚而不是靠近负载

放置，降低输出电压反馈路径的噪声敏感度。FB 是电压环路误差放大器的输入，并代表对噪声敏感的高阻抗

节点。将上部反馈电阻器布线到所需的输出电压调节点。

• 在模块顶层正下方的PCB 层上使用实心接地层。该平面可以充当噪声屏蔽层，尽可能地减小与开关环路中的

电流相关的磁场。将AGND 引脚6 和11 直接连接到模块下方的PGND 引脚19。

• 提供足够大的PCB 面积，以实现适当的散热。使用足够的覆铜区实现与最大负载电流和环境温度条件相称的

低热阻抗。为TLVM13610 提供足够的散热，以将结温保持在150°C 以下。对于满额定负载运行，顶部接地层

是一个重要的散热区域。使用矩阵式散热过孔将封装的外露焊盘(PGND) 连接到PCB 接地层。如果PCB 具有

多个铜层，请将这些散热过孔连接到内层接地层。最好使用2 盎司（不少于1 盎司）的铜制作PCB 顶层和底

层。

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9.4.1.1 热设计和布局

为了使直流/直流模块在特定的温度范围内发挥作用，封装必须允许有效地散发所产生的热量，同时使结温保持在

额定限值以内。TLVM13610 模块采用小型 6.5mm × 7.55mm 22 引脚 QFN (RDL) 封装，可满足一系列应用要

求。热性能信息表总结了此封装的热指标，其中相关详情可在半导体和IC 封装热指标应用报告中找到。

22 引脚QFN 封装提供了一种通过封装底部外露散热焊盘实现散热的方式。这可以显著改善散热，并且PCB 设计

必须采用导热焊盘、散热通孔和一个或多个接地平面，以构成完整的散热子系统。TLVM13610 的外露焊盘焊接在

器件封装正下方PCB 的接地铜层上，从而将热阻降至一个很小的值。

最好所有层都使用 2oz 铜厚的四层电路板，以提供低阻抗、适当的屏蔽和更低的热阻。导热焊盘与内部和焊接面

接地平面之间连接着多个直径为 0.3mm 的过孔，这些过孔有助于热传递非常重要。在多层 PCB 堆叠中，通常会

在功率级元件下方的PCB 层上放置一个实心接地平面。这不仅为功率级电流提供了一个平面，而且还为发热器件

提供了一个热传导路径。

9.4.2 布局示例

Rrt

Cin1

Cout1

Rfbb

Cvcc

Rfbt

Cin2

Cout2

Rboot

图9-12. 典型布局

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Legend

Top layer copper

Layer-2 GND plane

Top solder

AGND

VIN

VOUT

Input

Capacitor

Output

Capacitor

Position the input

capacitors very close

to the VIN pins

Place an array of

PGND vias close to the

IC for heat spreading

PGND

Output

Capacitor

Input

Capacitor

AGND

Place the feedback

Place thermal vias at the

components close to the FB pin

VOUT pins for heat spreading

图9-13. 典型顶层设计

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10 器件和文档支持

10.1 器件支持

10.1.1 第三方产品免责声明

TI 发布的与第三方产品或服务有关的信息，不能构成与此类产品或服务或保修的适用性有关的认可，不能构成此

类产品或服务单独或与任何TI 产品或服务一起的表示或认可。

10.1.2 开发支持

TLVM13610 同步降压电源模块具有 3V 至 36V 的输入工作电压范围和高达 10A 的额定输出电流，可为各种应用

提供灵活性、可扩展性和优化的解决方案尺寸。这些模块可实现具有高密度、低EMI 和更高灵活性的直流/直流解

决方案。可用的EMI 缓解功能包括RBOOT 配置的开关节点压摆率控制和集成输入旁路电容器。

表10-1. 同步降压直流/直流电源模块系列

直流/直流模块

额定值I_OUT

降低EMI

RT 可调F_SW，外部同步， DRSS、RBOOT、集成输

模式可调(PFM/FPWM) 入、VCC 和BOOT 电容器

封装

尺寸

特性

TLVM13610

B3QFN (22)

6.5 × 7.5 × 4 mm

相关开发支持请参阅以下资源：

• 有关TI 的参考设计库，请访问TI 参考设计库。

• 有关TI WEBENCH 设计环境，请访问WEBENCH^®设计中心。

• 要设计低EMI 电源，请查看TI 全面的EMI 培训系列。

• 要设计反相降压/升压(IBB) 稳压器，请访问直流/直流反相降压/升压模块。

• TI 参考设计：

– 适用于Kintex 7 应用的多输出电源解决方案

– Arria V 电源参考设计

– Altera Cyclone V SoC 电源参考设计

– 具有超低BOM 数量的空间优化型直流/直流反相电源模块参考设计

– 适用于小型低噪声系统的3V 至11.5V V_IN、–5V V_OUT、1.5A 反相电源模块参考设计

• 技术文章：

– 使用直流/直流降压转换器为医学成像应用供电

– 如何构建可编程输出反相降压/升压稳压器

• 要查看本产品的相关器件，请参阅LM61495 36V、10A 同步降压转换器。

10.1.2.1 使用WEBENCH® 工具进行定制设计

点击此处来通过WEBENCH® Power Designer 使用TLVM13610 器件创建定制设计。

1. 首先键入输入电压（V_IN）、输出电压（V_OUT）和输出电流（I_OUT）要求。

2. 使用优化器表盘优化该设计的关键参数，如效率、占用空间和成本。

3. 将生成的设计与德州仪器(TI) 其他可行的解决方案进行比较。

WEBENCH Power Designer 提供了定制原理图，并罗列了实时价格和元件供货情况的物料清单。

在多数情况下，可执行以下操作：

• 运行电气仿真，观察重要波形以及电路性能。

• 运行热性能仿真，了解电路板热性能。

• 将定制原理图和布局方案以常用CAD 格式导出。

• 打印设计方案的PDF 报告并与同事共享。

有关WEBENCH 工具的详细信息，请访问www.ti.com.cn/WEBENCH。

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10.2 文档支持

10.2.1 相关文档

请参阅如下相关文档：

• 德州仪器(TI)，TI 降压开关直流/直流快速参考指南应用手册应用手册汇编

• 德州仪器(TI)，创新型直流/直流电源模块选择指南

• 德州仪器(TI)，使用增强型HotRod™ QFN 封装技术实现具有出色热性能的小型低噪电源模块白皮书

• 德州仪器(TI)，各种电源模块封装选项的优缺点白皮书

• 德州仪器(TI)，借助电源模块简化低EMI 设计白皮书

• 德州仪器(TI)，适用于实验室仪表的电源模块白皮书

• 德州仪器(TI)，有关直流/直流稳压器EMI 的工程师指南电子书

• 德州仪器(TI)，电源模块的焊接注意事项应用报告

• 德州仪器(TI)，采用直流/直流电源模块的实用性热设计应用报告

• 德州仪器(TI)，使用新的热指标应用报告

• 德州仪器(TI)，AN-2020 热设计：学会洞察先机，不做事后诸葛应用报告

• 德州仪器(TI)，采用TPSM53602/3/4 实现负输出反相降压/升压应用应用报告

10.3 接收文档更新通知

要接收文档更新通知，请导航至 ti.com 上的器件产品文件夹。点击订阅更新进行注册，即可每周接收产品信息更

改摘要。有关更改的详细信息，请查看任何已修订文档中包含的修订历史记录。

10.4 支持资源

TI E2E^™支持论坛是工程师的重要参考资料，可直接从专家获得快速、经过验证的解答和设计帮助。搜索现有解

答或提出自己的问题可获得所需的快速设计帮助。

链接的内容由各个贡献者“按原样”提供。这些内容并不构成 TI 技术规范，并且不一定反映 TI 的观点；请参阅

TI 的《使用条款》。

10.5 商标

HotRod^™and TI E2E^™are trademarks of Texas Instruments.

WEBENCH^®is a registered trademark of Texas Instruments.

所有商标均为其各自所有者的财产。

10.6 静电放电警告

静电放电(ESD) 会损坏这个集成电路。德州仪器(TI) 建议通过适当的预防措施处理所有集成电路。如果不遵守正确的处理

和安装程序，可能会损坏集成电路。

ESD 的损坏小至导致微小的性能降级，大至整个器件故障。精密的集成电路可能更容易受到损坏，这是因为非常细微的参

数更改都可能会导致器件与其发布的规格不相符。

10.7 术语表

TI 术语表

本术语表列出并解释了术语、首字母缩略词和定义。

11 机械、封装和可订购信息

以下页面包含机械、封装和可订购信息。这些信息是指定器件可用的最新数据。数据如有变更，恕不另行通知，

且不会对此文档进行修订。如需获取此数据表的浏览器版本，请查阅左侧的导航栏。

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PACKAGE OPTION ADDENDUM

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16-Mar-2023

PACKAGING INFORMATION

Orderable Device

Status Package Type Package Pins Package

Eco Plan

Lead finish/

Ball material

MSL Peak Temp

Op Temp (°C)

Device Marking

Samples

Drawing

Qty

(1)

(2)

(3)

(4/5)

(6)

TLVM13610RDFR

ACTIVE

B3QFN

RDF

1000 RoHS & Green

NIPDAU

Level-3-250C-168 HR

-40 to 125

13610

Samples

⁽¹⁾The marketing status values are defined as follows:

ACTIVE: Product device recommended for new designs.

LIFEBUY: TI has announced that the device will be discontinued, and a lifetime-buy period is in effect.

NRND: Not recommended for new designs. Device is in production to support existing customers, but TI does not recommend using this part in a new design.

PREVIEW: Device has been announced but is not in production. Samples may or may not be available.

OBSOLETE: TI has discontinued the production of the device.

⁽²⁾RoHS: TI defines "RoHS" to mean semiconductor products that are compliant with the current EU RoHS requirements for all 10 RoHS substances, including the requirement that RoHS substance

do not exceed 0.1% by weight in homogeneous materials. Where designed to be soldered at high temperatures, "RoHS" products are suitable for use in specified lead-free processes. TI may

reference these types of products as "Pb-Free".

RoHS Exempt: TI defines "RoHS Exempt" to mean products that contain lead but are compliant with EU RoHS pursuant to a specific EU RoHS exemption.

Green: TI defines "Green" to mean the content of Chlorine (Cl) and Bromine (Br) based flame retardants meet JS709B low halogen requirements of <=1000ppm threshold. Antimony trioxide based

flame retardants must also meet the <=1000ppm threshold requirement.

⁽³⁾MSL, Peak Temp. - The Moisture Sensitivity Level rating according to the JEDEC industry standard classifications, and peak solder temperature.

⁽⁴⁾There may be additional marking, which relates to the logo, the lot trace code information, or the environmental category on the device.

⁽⁵⁾Multiple Device Markings will be inside parentheses. Only one Device Marking contained in parentheses and separated by a "~" will appear on a device. If a line is indented then it is a continuation

of the previous line and the two combined represent the entire Device Marking for that device.

(6)

Lead finish/Ball material - Orderable Devices may have multiple material finish options. Finish options are separated by a vertical ruled line. Lead finish/Ball material values may wrap to two

lines if the finish value exceeds the maximum column width.

Important Information and Disclaimer:The information provided on this page represents TI's knowledge and belief as of the date that it is provided. TI bases its knowledge and belief on information

provided by third parties, and makes no representation or warranty as to the accuracy of such information. Efforts are underway to better integrate information from third parties. TI has taken and

continues to take reasonable steps to provide representative and accurate information but may not have conducted destructive testing or chemical analysis on incoming materials and chemicals.

TI and TI suppliers consider certain information to be proprietary, and thus CAS numbers and other limited information may not be available for release.

In no event shall TI's liability arising out of such information exceed the total purchase price of the TI part(s) at issue in this document sold by TI to Customer on an annual basis.

Addendum-Page 1

PACKAGE OUTLINE

B3QFN - 4.05 mm max height

PLASTIC QUAD FLAT PACK- NO LEAD

RDF0022A

6.6

6.4

7.6

7.4

PIN 1 INDEX AREA

4.05

3.95

SEATING PLANE

0.08

(0.4)

(0.6)

3.4

3.2

1.3

1.1

(0.13) TYP

0.95

0.85

22X (0.15)

0.1

0.05

1.1

0.9

0.1

2X 6.5

2X 0.75

2X 2.25

0.3

0.2

14X

0.1

0.05

20X 0.65

1.1

PIN 1 ID

22X (0.125)

14X

0.9

4226290/A 09/2020

NOTES:

1. All linear dimensions are in millimeters. Any dimensions in parenthesis are for reference only. Dimensioning and tolerancing

per ASME Y14.5M.

2. This drawing is subject to change without notice.

3. The package thermal pad must be soldered to the printed circuit board for optimal thermal and mechanical performance.

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EXAMPLE BOARD LAYOUT

B3QFN - 4.05 mm max height

PLASTIC QUAD FLAT PACK- NO LEAD

RDF0022A

(5.7)

(0.05) MIN

ALL AROUND

TYP

4X (3.3)

(R 0.05) TYP

14X (0.25)

4X (1)

0.000 PKG ℄

2X (6.5)

2X (0.75)

14X (1.2)

2X (2.25)

4X (0.9)

20X (0.65)

4X (1.075)

(Ø0.2) TYP

4X (1.4)

LAND PATTERN EXAMPLE

EXPOSED METAL SHOWN

SCALE: 12X

SOLDER MASK

OPENING

0.05 MIN

ALL AROUND

0.05 MAX

ALL AROUND

METAL

EXPOSED METAL

SOLDER MASK

OPENING

METAL UNDER

SOLDER MASK

EXPOSED METAL

SOLDER MASK

DEFINED

NON- SOLDER MASK

DEFINED

(PREFERRED)

SOLDER MASK DETAILS

4226290/A 09/2020

NOTES: (continued)

4. This package is designed to be soldered to a thermal pad on the board. For more information, see Texas Instruments literature

number SLUA271 (www.ti.com/lit/slua271).

5. Vias are optional depending on application, refer to device data sheet. If any vias are implemented, refer to their locations shown

on this view. It is recommended that vias under paste be filled, plugged or tented.

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EXAMPLE STENCIL DESIGN

B3QFN - 4.05 mm max height

PLASTIC QUAD FLAT PACK- NO LEAD

RDF0022A

(5.7)

12X (0.95)

(R 0.05) TYP

14X (0.25)

12X (0.95)

0.000 PKG ℄

2X (6.5)

3X (0.75)

14X (1.2)

3X (2.25)

4X (0.9)

20X (0.65)

4X (1.075)

4X (1.4)

SOLDER PASTE EXAMPLE

BASED ON 0.1 mm THICK STENCIL

SOLDER COVERAGE:

PIN 19 TO 22 : 82%

SCALE: 12X

4226290/A 09/2020

NOTES: (continued)

6. Laser cutting apertures with trapezoidal walls and rounded corners may offer better paste release. IPC-7525 may have alternate

design recommendations.

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