Texas Instruments TPS6521905/TPS6521905-Q1電源管理IC (PMIC) 旨在為便攜式和固定應(yīng)用中的各種SoC供電。該器件的額定環(huán)境溫度范圍為-40°C至+105°C，因此非常適合用于各種工業(yè)應(yīng)用。該器件包括三個(gè)同步降壓直流-直流轉(zhuǎn)換器和四個(gè)線(xiàn)性穩(wěn)壓器。該直流-直流轉(zhuǎn)換器支持1x 3.5A和2x 2A電流。該轉(zhuǎn)換器需要小型470nH電感器、4.7μF輸入電容以及每電源軌30μF最小輸出電容。

數(shù)據(jù)手冊(cè)：*附件：TPS6521905-Q1數(shù)據(jù)手冊(cè).pdf

兩個(gè)LDO在0.6V至3.4V的輸出電壓范圍內(nèi)支持Texas Instruments TPS6521905的 400mA輸出電流。這些LDO支持旁路模式，充當(dāng)負(fù)載開(kāi)關(guān)，并允許在工作期間改變電壓。另外兩個(gè)LDO在1.2V至3.3V的輸出電壓范圍內(nèi)支持300mA的輸出電流。這些器件也支持負(fù)載開(kāi)關(guān)模式。I^2^C接口、IO、GPIO和多功能引腳 (MFP) 可實(shí)現(xiàn)與各種SoC的無(wú)縫連接。

特性

• 三個(gè)降壓轉(zhuǎn)換器，具有高達(dá)2.3MHz的非固定開(kāi)關(guān)頻率
  • 1個(gè)VIN ：2.5V至5.5V；IOUT ：3.5A；VOUT ：0.6V至3.4V
  • 2個(gè)VIN ：2.5V至5.5V；IOUT ：2A；VOUT ：0.6V至3.4V
• 四個(gè)線(xiàn)性穩(wěn)壓器
  • 2個(gè)VIN ：1.5V至5.5V；IOUT ：400mA；VOUT ：0.6V至3.4V（可配置為負(fù)載開(kāi)關(guān)和旁路模式，支持SD卡）
  • 2個(gè)VIN ：2.2V至5.5V；IOUT ：300mA；VOUT ：1.2V至3.3V（可配置為負(fù)載開(kāi)關(guān)）
• 在所有三個(gè)降壓轉(zhuǎn)換器上支持動(dòng)態(tài)電壓調(diào)節(jié)
• 低I Q /PFM的PWM模式（準(zhǔn)固定頻率）
• 可編程電源時(shí)序和默認(rèn)電壓
• ^I2C^接口，支持標(biāo)準(zhǔn)、快速模式和快速模式增強(qiáng)版
• 旨在支持具有多達(dá)14個(gè)以上電源軌的系統(tǒng)（2個(gè)TPS6521905，每個(gè)7個(gè)電源軌+GPO控制的外部電源軌）
• 兩個(gè)GPO、一個(gè)GPIO和三個(gè)多功能引腳
• EEPROM可編程性

功能框圖

汽車(chē)級(jí)可編程電源管理IC TPS6521905-Q1的技術(shù)解析與應(yīng)用

關(guān)鍵特性詳解

1. 降壓轉(zhuǎn)換器(Buck)特性

TPS6521905-Q1集成了三個(gè)高性能降壓轉(zhuǎn)換器：

1. ?Buck1?：
   • 輸出電流：3.5A
   • 輸出電壓范圍：0.6V至3.4V（25mV步進(jìn)至1.4V，100mV步進(jìn)至3.4V）
   • 開(kāi)關(guān)頻率：2.3MHz
   • 支持動(dòng)態(tài)電壓調(diào)節(jié)(DVS)
2. ?Buck2/Buck3?：
   • 輸出電流：2A
   • 輸出電壓范圍：0.6V至3.4V
   • Buck3支持DDR電壓選擇功能（通過(guò)VSEL_SD/VSEL_DDR引腳）

所有降壓轉(zhuǎn)換器均支持：

• 強(qiáng)制PWM模式和自動(dòng)PFM模式切換
• 可配置帶寬選擇（高帶寬或低帶寬）
• 可編程的欠壓保護(hù)閾值（-5%或-10%）

2. 線(xiàn)性穩(wěn)壓器(LDO)特性

TPS6521905-Q1提供四個(gè)LDO，分為兩類(lèi)：

1. ?LDO1/LDO2?：
   • 輸出電流：400mA
   • 輸出電壓范圍：0.6V至3.4V（50mV步進(jìn)）
   • 支持三種工作模式：
     • LDO模式
     • 旁路模式（可作為負(fù)載開(kāi)關(guān)）
     • 負(fù)載開(kāi)關(guān)(LSW)模式
   • LDO1/LDO2支持SD卡電壓切換功能（1.8V/3.3V）
2. ?LDO3/LDO4?：
   • 輸出電流：300mA
   • 輸出電壓范圍：1.2V至3.3V（50mV步進(jìn)）
   • 支持負(fù)載開(kāi)關(guān)模式
   • 可選擇快速或慢速上電斜坡

3. 系統(tǒng)控制與監(jiān)測(cè)功能

• ?靈活的電源序列控制?：
  • 可編程的上電/下電時(shí)序
  • 16個(gè)時(shí)序槽，每個(gè)槽可配置為0ms、1.5ms、3ms或10ms
  • 支持多PMIC同步操作
• ?全面的故障保護(hù)?：
  • 欠壓保護(hù)(UV)
  • 過(guò)流保護(hù)(OC)
  • 短路保護(hù)(SCG)
  • 熱警告(WARM)和熱關(guān)斷(HOT)
  • 殘留電壓檢測(cè)(RV)
• ?多種控制接口?：
  • I2C接口（支持標(biāo)準(zhǔn)、快速和快速+模式）
  • 多功能引腳（可配置為MODE、STBY、RESET等）
  • 通用輸入/輸出(GPIO)

典型應(yīng)用場(chǎng)景

TPS6521905-Q1特別適用于以下汽車(chē)應(yīng)用：

1. ?低功耗汽車(chē)MPU?：如TI的AM62x-Q1和AM64x-Q1系列處理器
2. ?車(chē)載信息娛樂(lè)系統(tǒng)?：數(shù)字儀表盤(pán)、抬頭顯示、車(chē)載信息終端
3. ?ADAS系統(tǒng)?：駕駛員監(jiān)控系統(tǒng)(DMS)、乘員監(jiān)控系統(tǒng)(OMS)
4. ?汽車(chē)照明系統(tǒng)?：LED前照燈、氛圍燈控制
5. ?車(chē)載音頻系統(tǒng)?：功放電源管理
6. ?動(dòng)力總成系統(tǒng)?：變速箱控制單元等

設(shè)計(jì)考慮因素

1. 電源序列設(shè)計(jì)

TPS6521905-Q1提供高度靈活的電源序列配置能力：

• 每個(gè)電源軌（包括Bucks、LDOs和GPIOs）可獨(dú)立分配到16個(gè)時(shí)序槽中的任意一個(gè)
• 上電和下電序列可分別配置
• 序列執(zhí)行受前級(jí)電源軌的UV監(jiān)控結(jié)果控制（除非UV被屏蔽）

?典型電源序列示例?：

1. Buck2 (3.3V)
2. GPO1
3. LDO4 (2.5V)
4. LDO1 (3.3V/1.8V)
5. LDO3 (1.8V)
6. Buck3 (1.2V)
7. Buck1 (0.75V)
8. LDO2 (0.85V)
9. nRSTOUT

2. 外部元件選擇

• ?降壓轉(zhuǎn)換器?：
  • 輸入電容：每路至少4.7μF
  • 輸出電感：470nH（典型值）
  • 輸出電容：根據(jù)帶寬配置選擇（低帶寬10-75μF，高帶寬30-220μF）
• ?LDO?：
  • 輸入電容：1.6-4.7μF
  • 輸出電容：根據(jù)工作模式選擇（LDO模式2.2-20μF，旁路/負(fù)載開(kāi)關(guān)模式最高50μF）

3. 熱管理

TPS6521905-Q1提供四路溫度監(jiān)測(cè)：

• 可配置的溫度警告閾值(TWARM)
• 固定溫度關(guān)斷閾值(THOT)
• 支持溫度故障屏蔽和報(bào)警

建議PCB設(shè)計(jì)時(shí)：

• 使用多個(gè)過(guò)孔將裸露焊盤(pán)連接到接地平面
• 確保足夠的銅面積散熱
• 避免在高環(huán)境溫度下長(zhǎng)時(shí)間滿(mǎn)負(fù)荷運(yùn)行

NVM編程與配置

TPS6521905-Q1支持非易失性存儲(chǔ)器(NVM)編程，允許用戶(hù)定制：

1. ?輸出電壓配置?：所有電源軌的電壓值可編程
2. ?電源序列配置?：上電/下電順序和時(shí)序
3. ?故障閾值設(shè)置?：UV、OC等保護(hù)閾值
4. ?GPIO功能配置?：引腳功能定義

NVM編程可通過(guò)I2C接口完成，支持在初始化狀態(tài)或活動(dòng)狀態(tài)下進(jìn)行配置。器件支持最多1000次編程周期。