Broadcom 网络处理器，例如 StrataXGS Tomahawk 系列，可在以太网交换机中实现高密度和高性能（图 1 是以太网交换机的框图；交换机 ASIC 可以是 StrataXGS 处理器）。

图 1：以太网交换机

这些处理器需要低电压下的高电流，因此其相关电源解决方案必须提供严格的负载调节、高功率密度、出色的热性能和快速的负载瞬态响应。多相降压稳压器为核心轨供电。多相降压 DC/DC 设计需要以异相交错方式运行多个降压级。

该TPS53681 6 + 2的PMBus降压脉冲宽度调制（PWM）控制器的工作原理与CSD95490功率级来满足的StrataXGS要求。TPS53681 是一款多相降压控制器，具有两个通道、内置非易失性存储器 (NVM) 和 PMBus™接口，且可与 TINexFET ™功率级完全兼容。高级控制 特性 ，例如具有下冲减弱 (USR) 功能的 D-CAP+™架构，可提供快速瞬态响应、低输出电容和高效率。该器件还提供全新的相位交错策略和动态切相功能，可有效提升轻负载条件下的效率。该器件通过可调压摆率支持快速动态电压转换。此外，该器件还支持 PMBus 通信接口，可向系统报告遥测的电压、电流、功率、温度和故障状况。所有可编程参数均可通过 PMBus 接口进行配置，而且可作为新的默认值存储在 NVM 中，以尽可能减少外部组件数量。

· 转换输入电压范围：4.5V 至 17V

· 具有可选 5mV 或 10mV 分辨率的 8 位 DAC，两个通道的输出范围均为 0.25V 至 1.52V 或 0.5V 至 2.8125V。

· 相位配置

o 最高（6 相位 + 2 相位）或（5 相位 + 3 相位）

o 最低（1 相位 + 1 相位）

· 无驱动器配置，有助于实现高效的高频开关

· 可通过 PMBus 接口配置可编程压摆率，从而实现动态输出电压转换

· 通过闭环频率控制进行频率选择：300kHz 至 1MHz

· 可编程内部环路补偿

· 可通过非易失性存储器 (NVM) 进行配置，从而减少外部组件数量

· 单独的相电流校准和报告

· 可通过可编程电流阈值实现动态切相，从而优化轻负载和重负载下的效率

· 快速添相以减弱下冲 (USR)

· 与 TI NexFET™功率级完全兼容，可实现高密度解决方案

· 精确可调电压定位

· 已获专利 AutoBalance™相位均衡

· 可选 16 级每相位电流限制

· PMBus™用于电压、电流、功率、温度和故障条件遥测的系统接口

· 低静态电流

这种无驱动器 PWM 架构使用 TPS53681 控制器和功率级。功率级在一个封装中结合了高电流金属氧化物半导体场效应晶体管 (MOSFET) 栅极驱动器和高侧和低侧 MOSFET。TI 专有的PowerStack™封装可实现轻松的印刷电路板 (PCB) 布局、简化的散热和更好的整体热管理。

与具有集成 MOSFET 栅极驱动器和外部 MOSFET 的控制器相比，这种无驱动器 PWM + 功率级方法还可以实现更高的开关频率、更高的功率密度和更低的噪声。

使用双输出配置，您可以从单个芯片为核心轨和次级轨供电：核心轨为六相，次级轨为两相。此外，TPS53681 具有 PMBus 接口，可让您通过片上寄存器设置电源功能，从而减少外部组件数量。您可以完全自定义参数，例如输出电压/裕度、电流限制、软启动和电压阶跃之间的转换率，以及输入和输出电压、电流、功率和温度的监控。

由于其 DCAP+™ 控制模式，TPS53681 可实现快速负载瞬态响应，如图 2 所示。

图 2：TPS53681 负载瞬态响应，147A 至 294A 负载

TPS53681 提供闭锁过流保护（在检测到过流时关闭器件）以保护 StrataXGS 处理器。当输出电流遇到过流警告并设置了限制 PMBus 标志时，输出电流和电压将关闭，如图 3 所示。

图 3：输出电流过流响应 - 在 252A 时发出警告，在 315A 时锁定

TPS53681 和 CSD95490 六相降压设计可在 300A 负载电流下实现 >87% 的效率，如图 4 所示。

图 4：TPS53681 设计效率：12V 输入，<1V/300A 输出

TI 的Fusion Digital Power Designer™图形用户界面 (GUI) 可以通过 PMBus 监控电源温度以及输入电压、输入电流和输出电流，如图 5 所示。

图 5：PMBus 监控 TPS53681 的输入电压、输入电流、输出电流和温度

如果您使用 Broadcom 的 StrataXGS 处理器进行以太网交换机设计，TPS53681 6+2 控制器和 CSD95490 功率级可实现高性能、高功率密度设计，并具有完整的定制和系统监控功能。