TIDA-010011

用於保護繼電器處理器模組的高效電源供應架構參考設計

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TIDA-010011

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概覽

此參考設計展示各種電源架構，可為需要 >1A 負載電流和高效率的應用處理器模組產生多重電壓軌。所需的電源是使用來自背板的 5、12 或 24-V DC 輸入所產生。電源供應器是使用配備整合式 FET 的 DC-DC 轉換器，以及具尺寸整合式電感器的電源模組所產生。此設計採用 HotRod™ 封裝類型，適合需要低 EMI 的應用。此外也最適合設計時間有限的應用。其他功能包括 DDR 終端穩壓器、輸入電源 OR-ing、電壓序列、用於過載保護的 eFuse，以及電壓和負載電流監控。此設計可搭配處理器、數位訊號處理器以及現場可編程邏輯閘陣列使用。已通過輻射發射測試，符合 A 類和 B 要求的 CISPR22。

特點

使用同步降壓 DC-DC 轉換器及整合式 FET、精巧的奈米功率模組、搭配 24-V 輸入的電源供應器產生，並具備出色的負載暫態性能和準確的輸出穩壓
採用 QFN 封裝，可提供最佳熱性能的電源模組
採用 HotRod™ 封裝的 DC-DC 轉換器，可實現低 EMI
使用 OR-ing 控制器產生 12-V 輸入的電源供應器，適用於介接至高效率 DC-DC 轉換器或外部評估模組的備援運作
使用 PMIC、DC-DC 轉換器和線性穩壓器或 DC-DC 轉換器 > 3A 負載產生 5-V 輸入的負載點 (POL) 供應，並可改善低負載效率和負載分載
使用具低雜訊高頻寬 PSRRR 的 1A、雙輸出、低壓降線性穩壓器乾淨電源

工業

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已開發完全組裝的電路板，僅供測試與性能驗證，且為非賣品。

設計檔案與產品

設計檔案

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設計指南 — TIDA-010011

TIDUEL1.PDF (13185 KB)

參考設計概觀與已驗證的性能測試資料

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Assembly drawing — TIDA-010011

TIDRY64.PDF (1564 KB)

元件配置的詳細設計佈線圖概觀

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Bill of materials (BOM) — TIDA-010011

TIDRY63.PDF (134 KB)

設計元件、參考指示項與製造商/零件編號的完整清單

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CAD/CAE symbol — TIDA-010011

TIDRY66.ZIP (7015 KB)

IC 元件的 3D 模型或 2D 圖所使用的檔案

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Gerber file — TIDA-010011

TIDCF45.ZIP (800 KB)

包含 PCB 設計中實體電路板層相關資訊的設計檔案

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PCB layout — TIDA-010011

TIDRY65.PDF (4604 KB)

產生 PCB 設計佈線圖所使用的 PCB 層圖表檔案

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Schematic — TIDA-010011

TIDRY62.PDF (1195 KB)

設計佈線圖與元件的詳細電路圖

產品

設計與潛在替代方案中包括 TI 產品。

TVS 二極體

TVS1400 — 14V 平箝制突波保護裝置

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線性與低壓差 (LDO) 穩壓器

TPS7A80 — 具有低 IQ 和啟用功能的 1A、高 PSRR、超低壓差電壓穩壓器

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電源模組 (整合式電感器)

LMZ36002 — 採用 QFN 封裝的 4.5V 至 60V、2A 降壓電源模組

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反相緩衝器和驅動器

SN74LVC1G14 — 具有施密特觸發器輸入的單路 1.65-V 至 5.5-V 逆變器

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類比溫度感測器

TMP235 — 支援 10 mV/C 的 1C 類比溫度感測器

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非反相緩衝器和驅動器

SN74LVC1G17 — 具有施密特觸發器輸入的單路 1.65-V 至 5.5-V 緩衝器

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TVS 二極體

TVS3300 — 33V 平箝制突波保護裝置

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AC/DC 和 DC/DC 轉換器 (整合式 FET)

TPS54225 — 採用 HTSSOP 封裝的 4.5 V 至 18 V 輸入、2 A 同步降壓轉換器

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多通道 IC (PMIC)

LP2998 — 具關閉接腳的 1.5-A DDR 終端穩壓器

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多通道 IC (PMIC)

LP2997 — DDR-II 終端穩壓器

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多通道 IC (PMIC)

LP2995 — DDR 終端穩壓器

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多通道 IC (PMIC)

TPS75003 — 具有兩個降壓控制器和一個 LDO 的整合式且可配置電源管理 IC (PMIC)

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AC/DC 和 DC/DC 轉換器 (整合式 FET)

TLV62084A — 採用 2x2mm SON 封裝的 2A 高效降壓轉換器

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非反相緩衝器和驅動器

SN74LVC1G125 — 具有 3 態輸出的單路 1.65-V 至 5.5-V 緩衝器

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AC/DC 和 DC/DC 轉換器 (整合式 FET)

LM53635-Q1 — 3.5-A、36-V 同步、2.1-MHz、車用降壓 DC-DC 轉換器

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序列器

LM3881 — 具可調式時間延遲的 3 軌簡單電源串聯器

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電源模組 (整合式電感器)

LMZ20501 — 2.7V 至 5.5V、1A 高密度 Nano 模組

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序列器

LM3880 — 具固定時間延遲的 3 軌簡單電源序列器

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理想二極體與 ORing 控制器

LM5050-2 — 6V 至 75V 400uA IQ ORing FET 控制器

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多通道 IC (PMIC)

LP2996A — 具適用 DDR2/3/3L 的關閉接腳 1.5A DDR 終端穩壓器

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類比溫度感測器

LM235 — 具有 10mV/°C 增益並採用密封 TO 的 ±1.5°C 類比輸出溫度感測器

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AC/DC 和 DC/DC 轉換器 (整合式 FET)

LM73606 — 3.5V 至 36V、6A 同步降壓電壓轉換器

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MOSFET

CSD18504Q5A — 40-V、N 通道 NexFET™ 功率 MOSFET、單 SON 5 mm x 6 mm、6.6 mOhm

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AC/DC 和 DC/DC 轉換器 (整合式 FET)

LM73605 — 3.5V 至 36V、5A 同步降壓電壓轉換器

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電源模組 (整合式電感器)

LMZ20502 — 2.7V 至 5.5V、2A 高密度 Nano 模組

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線性與低壓差 (LDO) 穩壓器

TPS767D3 — 具電源良好與啟用功能的 1-A、10-V 雙通道低壓降電壓穩壓器

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電源模組 (整合式電感器)

LMZM33602 — 採用精巧 7x9x4mm QFN 封裝的 4V 至 36V、2A 降壓 DC/DC 電源模組

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AC/DC 和 DC/DC 轉換器 (整合式 FET)

LM53625-Q1 — 2.5-A、36-V 同步、2.1-MHz、車用降壓 DC-DC 轉換器

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電源模組 (整合式電感器)

LMZM33603 — 採用精巧 7x9x4mm QFN 封裝的 4V 至 36V、3A 降壓 DC/DC 電源模組

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非反相緩衝器和驅動器

SN74LVC2G34 — 2 通道 1.65-V 至 5.5-V 緩衝器

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AC/DC 和 DC/DC 轉換器 (整合式 FET)

TPS62060 — 採用 2x2 SON 封裝的 3MHz、1.6A 降壓轉換器

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重設與看門狗 IC

TPS386596 — 具手動重設輸入的四電壓監控器

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AC/DC 和 DC/DC 轉換器 (整合式 FET)

TPS62067 — 採用 2x2 SON 封裝的 3MHz、2A 降壓轉換器

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電源模組 (整合式電感器)

TPS82130 — 具整合式電感器的 17-V 輸入 3-A 降壓轉換器模組

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AC/DC 和 DC/DC 轉換器 (整合式 FET)

TPS54325 — 4.5V 至 18V 輸入、3A 同步降壓轉換器

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線性與低壓差 (LDO) 穩壓器

TPS7A8101 — 具啟用功能的 1A、高 PSRR、可調式超低壓差電壓穩壓器

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AC/DC 和 DC/DC 轉換器 (整合式 FET)

TPS62065 — 採用 2x2 SON 封裝的 3MHz、2A 降壓轉換器

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AC/DC 和 DC/DC 轉換器 (整合式 FET)

TPS54326 — 具 Eco-Mode™ 的 4.5V 至 18V 輸入、3A 同步降壓轉換器

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重設與看門狗 IC

TPS3808 — 具有可編程延遲和手動復位功能的低靜態電流監控器

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AC/DC 和 DC/DC 轉換器 (整合式 FET)

TPS62063 — 採用 2x2mm SON 封裝的 3MHz、1.6A 降壓轉換器，Vout=3.3V

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AC/DC 和 DC/DC 轉換器 (整合式 FET)

TPS62061 — 採用 2x2mm SON 封裝的 3MHz、1.6A 降壓轉換器，Vout=1.8V

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反相緩衝器和驅動器

SN74LVC2G04 — 2 通道、1.65-V 至 5.5-V 逆變器

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多通道 IC (PMIC)

TPS65216 — 適用於 ARM® Cortex™-A8/A9 SOC 和 FPGA 的整合電源管理 IC (PMIC)

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類比電流感測放大器

INA381 — 具有整合式過電流比較器的 26-V、350-kHz 電流感測放大器

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AC/DC 和 DC/DC 轉換器 (整合式 FET)

TPS62821 — 採用 1.5-mm x 2-mm VSON-HR 封裝，具有 1% 準確度的 2.4-V 至 5.5-V 輸入、1-A 降壓轉換器

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AC/DC 和 DC/DC 轉換器 (整合式 FET)

TPS62822 — 採用 1.5-mm x 2-mm VSON-HR 封裝，具有 1% 準確度的 2.4-V 至 5.5-V 輸入、2-A 降壓轉換器

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電源模組 (整合式電感器)

LMZ34202 — 採用 QFN 封裝的 4.5V 至 42V、2A 降壓電源模組

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eFuse（整合式熱插拔）

TPS2595 — 採用小型 WSON 封裝且具有過電壓保護的 2.7V 至 18V、34mΩ、0.5-4A eFuse

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AC/DC 和 DC/DC 轉換器 (整合式 FET)

TPS62823 — 採用 1.5-mm x 2-mm VSON-HR 封裝，具有 1% 準確度的 2.4-V 至 5.5-V 輸入、3-A 降壓轉換器

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AC/DC 和 DC/DC 轉換器 (整合式 FET)

TLV62568 — 採用 SOT23 和 SOT563 封裝的 2.5V-5.5V 輸入、1A 高效率降壓式降壓轉換器

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AC/DC 和 DC/DC 轉換器 (整合式 FET)

TLV62569 — 採用 SOT23 和 SOT563 封裝的 2.5V-5.5V 輸入、2-A 高效率降壓式降壓轉換器

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電源模組 (整合式電感器)

TPSM82480 — 具有 PG、模式和 VSEL 選項的 6-A、5.5-V 輸入降壓電源模組

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數位溫度感測器

TMP75 — 採用業界標準 LM75 規格、具有 I2C/SMBus 的 1C 數位溫度感測器

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AC/DC 和 DC/DC 轉換器 (整合式 FET)

TLV62565 — 採用 SOT23 封裝的 1.5A 降壓轉換器

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電源模組 (整合式電感器)

LMZM23601 — 採用 3.8-mm × 3-mm 封裝的 36-V、1-A 降壓 DC-DC 電源模組

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電源模組 (整合式電感器)

TPS82085 — 具整合式電感器的 3A、高效降壓轉換器模組

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多通道 IC (PMIC)

TPS51206 — 適用 DDR2/3/3L/4 且具 VTTREF 緩衝參考的 2A 峰值汲極/源極 DDR 終端穩壓器

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電源模組 (整合式電感器)

TPS82084 — 具備整合式電感器的 2-A、高效率降壓轉換器模組

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電源模組 (整合式電感器)

TPSM84824 — 採用小巧 7.5 x 7.5 mm 元件封裝的 4.5V 至 17V 輸入、0.6V-10V 輸出、8A 電源模組

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多通道 IC (PMIC)

TPS51200 — 具 VTTREF 緩衝參考且適用 DDR2、DDR3、DDR3L 和 DDR4 的 3A 汲極/源極 DDR 終端穩壓器

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電源模組 (整合式電感器)

LMZ10501 — 採用 3mm × 2.6mm 封裝的 5.5V、1A 降壓 DC/DC 電源模組

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配備整合式分流電阻器的類比電流感測放大器

INA250 — 具整合式分流電阻器的 36V、雙向、精密電流感測放大器

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電源模組 (整合式電感器)

LMZ10500 — 採用 3mm × 2.6mm 封裝的 5.5V、0.5A 降壓 DC/DC 電源模組

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電源模組 (整合式電感器)

TPSM84624 — 採用小巧 7.5 x 7.5 mm 元件封裝的 4.5V 至 17V 輸入、0.6V-10V 輸出、6A 電源模組

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多通道 IC (PMIC)

TPS650250 — 可配置的整合式電源管理 (PMIC)，具 3 個 DC/DC 轉換器和 3 個 LDO

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電源模組 (整合式電感器)

TPSM84424 — 採用小巧 7.5 x 7.5 mm 元件封裝的 4.5V 至 17V 輸入、0.6V-10V 輸出、4A 電源模組

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電源模組 (整合式電感器)

LMZ30602 — 採用 9x11x2.8mm QFN 封裝的 2.95V 至 6V、2A 降壓電源模組

產品規格表: PDF

AC/DC 和 DC/DC 轉換器 (整合式 FET)

TPS62080 — 採用 2x2mm SON 封裝且具可調式 Vout 的 1.2A 高效率降壓轉換器

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負載開關

TPS27081A — 具可調式上升時間的 8-V、3-A、44-mΩ 負載開關

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電源模組 (整合式電感器)

LMZ30606 — 採用 9x11x2.8mm QFN 封裝的 2.95V 至 6V、6A 降壓電源模組

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數位溫度感測器

TMP75B — 採用 LM75 外形尺寸和接腳配置且具 I2C/SMBus 介面採用的 1.4V 溫度感測器

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電源模組 (整合式電感器)

LMZ30604 — 採用 9x11x2.8mm QFN 封裝的 2.95V 至 6V、4A 降壓電源模組

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數位溫度感測器

TMP75C — 採用 LM75 針腳配置且具有單次模式和 I2C/SMBus 介面的 1.4V 溫度感測器

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重設與看門狗 IC

TPS3705 — 具有電源中斷及整合式監視計時器的處理器監控器

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AC/DC 和 DC/DC 轉換器 (整合式 FET)

TPS54426 — 具 Eco-Mode™ 的 4.5V 至 18V 輸入、4A 同步降壓轉換器

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AC/DC 和 DC/DC 轉換器 (整合式 FET)

TPS54427 — 4.5V 至 18V 輸入，4-A 同步降壓轉換器

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AC/DC 和 DC/DC 轉換器 (整合式 FET)

TPS54226 — 具 Eco-Mode™ 的 4.5V 至 18V 輸入、2A 同步降壓轉換器

產品規格表: PDF

AC/DC 和 DC/DC 轉換器 (整合式 FET)

TPS54425 — 4.5V 至 18V 輸入、4A 同步降壓轉換器

產品規格表: PDF

AC/DC 和 DC/DC 轉換器 (整合式 FET)

TPS62087 — 採用 2x2 QFN 封裝且具 DCS-Control 和 Hiccup 短路保護功能的 3-A 降壓轉換器

產品規格表: PDF | HTML

AC/DC 和 DC/DC 轉換器 (整合式 FET)

TPS62086 — 採用 2x2 QFN 封裝且具 DCS-Control 和 Hiccup 短路保護功能的 3-A 降壓轉換器

產品規格表: PDF | HTML

AC/DC 和 DC/DC 轉換器 (整合式 FET)

TPS62085 — 採用 2x2 HotRod 封裝且具 DCS-Control 和 Hiccup 短路保護功能的 3-A 降壓轉換器

產品規格表: PDF | HTML

MOSFET

CSD17571Q2 — 30-V、N 通道 NexFET™ 功率 MOSFET、單 SON 2 mm x 2 mm、29 mOhm

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*	設計指南	High Efficiency Power Supply Architecture Reference Design for Protection Relay				2018/12/17