Texas Instruments TPS65219/TPS65219-Q1集成式電源管理IC（PMIC）適用于Arm? Cortex-A53處理器和FPGA，旨在為便攜式和固定應(yīng)用中的各種SoC供電。該器件的環(huán)境溫度范圍為-40°C至+105°C，因此適合用于各種工業(yè)應(yīng)用。該器件包括三個(gè)同步降壓DC-DC轉(zhuǎn)換器和四個(gè)線性穩(wěn)壓器。這些DC-DC轉(zhuǎn)換器能夠提供1個(gè)3.5A電流和2個(gè)2A電流。TPS65219/TPS65219-Q1集成式電源管理IC需要小型470nH電感器、4.7μF輸入電容以及每電源軌30μF的最小輸出電容（取決于配置）。

數(shù)據(jù)手冊(cè)：*附件：Texas Instruments TPS65219，TPS65219-Q1集成PMIC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400mA的輸出電流。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。其他兩個(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。TPS65219/TPS65219-Q1器件也支持負(fù)載開(kāi)關(guān)模式。^I2C^接口、I/O、GPIO和多功能引腳 (MFP) 讓多種SoC可以無(wú)縫連接。TPS65219-Q1器件符合AEC-Q100標(biāo)準(zhǔn)，適用于汽車(chē)應(yīng)用。

特性

• 3個(gè)高達(dá)2.3MHz的非固定開(kāi)關(guān)頻率的降壓轉(zhuǎn)換器
  • 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~~
• 4個(gè)線性穩(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)）~~
• 所有三個(gè)降壓轉(zhuǎn)換器上的動(dòng)態(tài)電壓調(diào)節(jié)
• 低I Q /PFM、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+
• 設(shè)計(jì)為支持具有多達(dá)14個(gè)以上電源軌的系統(tǒng)（2個(gè)TPS65219，每個(gè)7個(gè)電源軌 + GPO控制的外部電源軌）
• 2個(gè)GPO、1個(gè)GPIO和3個(gè)多功能引腳
• EEPROM可編程性
• 4mm2^^ 或5mm2QFN-32^^ 封裝選項(xiàng)

框圖

TPS65219集成PMIC：工業(yè)應(yīng)用中的高效電源管理解決方案

產(chǎn)品概述

TPS65219是一款高度集成的電源管理IC，具有以下核心特性：

• ?多路高效電源輸出?：包含3個(gè)同步降壓DC-DC轉(zhuǎn)換器(1×3.5A + 2×2A)和4個(gè)線性穩(wěn)壓器(2×400mA + 2×300mA)
• ?寬輸入電壓范圍?：2.5V至5.5V，兼容單節(jié)鋰離子電池、兩節(jié)原電池或穩(wěn)壓電源
• ?工業(yè)級(jí)溫度范圍?：-40°C至+105°C環(huán)境溫度，結(jié)溫可達(dá)125°C
• ?動(dòng)態(tài)電壓調(diào)節(jié)?：所有三個(gè)降壓轉(zhuǎn)換器支持動(dòng)態(tài)電壓縮放(DVFS)
• ?可編程電源時(shí)序?：支持用戶(hù)自定義的上電/下電序列
• ?I2C接口控制?：支持標(biāo)準(zhǔn)、快速模式和快速模式+通信
• ?多PMIC協(xié)同工作?：設(shè)計(jì)支持14+軌系統(tǒng)(可通過(guò)多片TPS65219配置)

關(guān)鍵特性詳解

1. 電源架構(gòu)設(shè)計(jì)

TPS65219采用先進(jìn)的電源架構(gòu)設(shè)計(jì)，其功能框圖包含：

• ?降壓轉(zhuǎn)換器?：
  • BUCK1：3.5A輸出，支持0.6V-3.4V可調(diào)
  • BUCK2/BUCK3：2A輸出，支持0.6V-3.4V可調(diào)
  • 開(kāi)關(guān)頻率高達(dá)2.3MHz，支持PFM/PWM模式自動(dòng)切換
• ?線性穩(wěn)壓器?：
  • LDO1/LDO2：400mA，0.6V-3.4V可調(diào)，支持負(fù)載開(kāi)關(guān)和旁路模式
  • LDO3/LDO4：300mA，1.2V-3.3V可調(diào)，支持負(fù)載開(kāi)關(guān)模式

2. 動(dòng)態(tài)電壓與頻率縮放(DVFS)

TPS65219支持全動(dòng)態(tài)電壓調(diào)節(jié)功能，特別適合需要?jiǎng)討B(tài)功耗管理的工業(yè)應(yīng)用：

• ?降壓轉(zhuǎn)換器?：輸出電壓可通過(guò)I2C實(shí)時(shí)調(diào)整(0.6V-1.4V范圍支持25mV步進(jìn)，1.4V-3.4V支持100mV步進(jìn))
• ?LDO1/LDO2?：支持運(yùn)行中電壓切換，適用于SD卡接口電壓動(dòng)態(tài)調(diào)整(3.3V?1.8V)
• ?快速響應(yīng)?：電壓切換時(shí)間低至2.9-3.5mV/μs(上升)和0.45-0.61mV/μs(下降)

3. 電源管理與監(jiān)控

• ?全面的故障保護(hù)?：
  • 輸入過(guò)壓/欠壓保護(hù)(OVP/UVP)
  • 輸出過(guò)流保護(hù)(OCP)
  • 短路保護(hù)(SCP)
  • 熱關(guān)斷保護(hù)(TSD)
• ?實(shí)時(shí)監(jiān)控?：
  • 輸出電壓監(jiān)測(cè)(UV/OV)
  • 四路溫度傳感器(WARM/HOT報(bào)警)
  • 中斷輸出(nINT)指示故障狀態(tài)

4. 靈活的配置選項(xiàng)

• ? 非易失性存儲(chǔ)器(NVM) ?：存儲(chǔ)默認(rèn)配置，包括輸出電壓、上電序列等
• ? 多功能引腳(MFP) ?：可配置為模式控制、待機(jī)控制、復(fù)位或電壓選擇功能
• ?多PMIC同步?：通過(guò)GPIO引腳實(shí)現(xiàn)多器件時(shí)序同步

工業(yè)應(yīng)用場(chǎng)景

1. 工業(yè)人機(jī)界面(HMI)

TPS65219為工業(yè)HMI提供：

• 核心處理器供電(如AM62x的0.75V/0.85V VDD_CORE)
• 顯示背光驅(qū)動(dòng)
• 觸摸控制器電源
• 接口保護(hù)(RS-232/485)

2. 可編程邏輯控制器(PLC)

典型配置包括：

• 主MCU電源軌(AM64x多核處理器)
• 隔離通信接口供電
• 模擬輸入前端基準(zhǔn)電壓
• 現(xiàn)場(chǎng)總線收發(fā)器電源

3. 視頻監(jiān)控系統(tǒng)

優(yōu)勢(shì)特性：

• 支持DDR3L/DDR4內(nèi)存供電(通過(guò)VSEL_DDR引腳配置)
• ISP芯片組多電壓域供電
• 低噪聲LDO為圖像傳感器提供清潔電源

4. 智能電表與數(shù)據(jù)集中器

關(guān)鍵價(jià)值：

• 寬輸入電壓范圍適應(yīng)多種現(xiàn)場(chǎng)電源條件
• 低靜態(tài)電流延長(zhǎng)電池備份時(shí)間
• 高精度電壓調(diào)節(jié)保證計(jì)量精度

設(shè)計(jì)考量與最佳實(shí)踐

1. 布局建議

• ?功率回路?：保持Buck轉(zhuǎn)換器的PVIN、LX和PGND走線短而寬
• ?接地策略?：采用星型接地，分離功率地和信號(hào)地
• ?去耦電容?：每路電源輸入/輸出按推薦值放置陶瓷電容

2. 熱管理

• ?PCB散熱?：充分利用QFN封裝的熱焊盤(pán)，通過(guò)多個(gè)過(guò)孔連接至內(nèi)部地層
• ?負(fù)載分配?：在多PMIC配置中均衡分配高電流負(fù)載

3. 時(shí)序配置

典型的上電序列配置示例：

1. 3.3V I/O電源(BUCK2)
2. 1.8V輔助電源(LDO4)
3. DDR內(nèi)存電源(BUCK3)
4. 核心電壓(BUCK1)
5. 釋放nRSTOUT信號(hào)