はじめに

最新のデータセンター向け SoC は、性能を維持するために、より多くの電力とより優れた放熱性能を必要としています。それでも設計者は、主要な要件の一つとして、より小さい BOM ソリューション サイズを求めています。従来世代の TPS548B28 ファミリで採用されていた 3 × 4mm パッケージは業界で広く使われている標準ですが、新世代の TPS548B23 は 3 × 3mm とより小型で、外付け部品点数を減らしながらサイズと性能を向上させています。本アプリケーション ブリーフでは、TPS548B23 の各種側面における強化点について説明します。表 1 に主要な仕様の比較を示します。表 2 に TPS548B28 および TPS548B23 のファミリ デバイスを示します。

パッケージ

従来世代の TPS548B28 は、図 4 に示されているように 4mm × 3mm の 21 ピン QFN パッケージで設計されており、以前は業界標準として広く採用されていました。しかし、基板面積がますます制限される中で、特にスペースに制約のあるデータセンター アプリケーション向けの電源設計では、より小型のサイズが求められています。図 5 に示されているように、TPS548B23 はバタフライ型のピン配置を採用した、より小型の 3mm × 3mm 19 ピン QFN パッケージで設計されています。図 6 に示されているように、バタフライ型のピン配置は対称構造となっており、最高の電力密度と優れた熱性能を最小コストで実現しつつ、PCB レイアウトを簡素化します。

図 4 TPS548B28 パッケージの底面図 - 非対称ピン配置

図 6 TPS548B23 のバタフライ型レイアウト

D-CAP4 制御モード

D-CAP シリーズの制御モードは、TI 独自のコンスタントオンタイム制御方式であり、デバイスの過渡応答性能を最大化するよう設計されています。TPS548B23 は、最新世代の D-CAP4 を採用し、超高速の過渡応答を実現します。図 7 に示されているように、従来世代の D-CAP3 と比較して、D-CAP4 は特に高出力電圧条件下において、より高速な過渡応答を実現します。D-CAP4 は、D-CAP3 と比較して、高い負荷過渡応答性能が求められる大電流電源レール アプリケーションにおいて、必要な出力コンデンサ量を削減できます。

図 7 D-CAP4 と D-CAP3 の過渡応答性能比較 (入力電圧 12V、出力電圧 5V、800kHz、5A→15A→5A、スルーレート 1A/μs の条件)

ピンストラップ構成の柔軟性

TPS548B28 と異なり、TPS548B23 の構成ピン (CFG1～5) は、以下の調整時に必要な BOM 部品数を削減できます。

• 過電流制限
• フォールト応答
• 内部フィードバック
• 外部フィードバック
• 出力電圧の選択
• スイッチング周波数
• ソフト スタート時間

表 3 に、TPS548B23 および TPS548B28 の主要な仕様の一部をどのように構成するかが示されています。より詳細な構成については、TPS548B23 4V〜16V 入力、20A、リモート センス、D-CAP4、同期整流型降圧コンバータのデータ シートを参照してください。

まとめ

TPS548B23 は、TI の最新世代の 16V 20A DC/DC バック コンバータです。効率および過渡応答の向上により、TPS548B23 はより優れた性能を実現しています。先進的なピン配置によりレイアウトが最適化され、構成ピンにより BOM 部品の削減と設計の簡素化が可能になります。