TPS65919-Q1 汽车3.15V至5.25V，4 buck & 4 LDO电源管理

TPS65919-Q1 PMIC 集成了四个可配置的降压转换器，输出电流高达 3.5 A，为处理器内核、存储器、I/O 和 LDO 预调节供电该器件符合 AEC-Q100 标准。降压转换器与内部 2.2MHz 时钟同步，以提高器件的 EMC 性能。GPIO_3 引脚允许降压转换器与外部时钟同步，从而允许多个器件同步至同一时钟，从而提高系统级 EMC 性能。该器件还包含 4 个 LDO，用于为低电流或低噪声域供电。
*附件：tps65919-q1.pdf

电源时序控制器使用一次性可编程 （OTP） 存储器来控制电源时序，以及输出电压和 GPIO 配置等默认配置。OTP 在工厂进行了编程，无需任何软件即可启动。大多数静态设置可以通过 SPI 或 I 从默认值更改^2^C 来配置设备以满足许多不同的系统需求。例如， voltage-scaling registers 用于支持处理器的动态 voltage-scaling 要求。OTP 还包含位完整性错误检测功能，可在检测到错误时停止上电序列，从而防止系统以未知状态启动。

TPS65919-Q1 器件还包括一个模数转换器 （ADC），用于监控系统状态。GPADC 包括两个外部通道，用于监控任何外部电压，以及用于测量电源电压、输出电流和芯片温度的内部通道，使处理器能够监控系统的健康状况。该器件提供看门狗来监控软件锁定，并包括保护和诊断机制，如短路保护、热监控、关断和自动 ADC 转换，以检测电压是否低于预定义的阈值。PMIC 可以通过中断处理程序将这些事件通知处理器，从而允许处理器采取响应措施。

特性

• 适用于汽车应用
• 符合 AEC-Q100 标准，结果如下：
  • 器件温度等级 2：-40°C 至 +105°C 环境工作温度范围
  • 设备 HBM 分类 2 级
  • 器件 CDM 分类等级 C4B
• 系统电压范围为 3.135 V 至 5.25 V
• 低功耗
  • 关闭模式下为 20 μA
  • 休眠模式下 90 μA，两个 SMPS 处于活动状态
• 4 个降压型开关电源 （SMPS） 稳压器：
  • 0.7V 至 3.3V 输出范围，步长为 10mV 或 20mV
  • 两个具有 3.5A 能力的 SMPS 稳压器，能够在双相配置中组合成 7A 输出，具有差分远程感应（输出和接地）
  • 另外两个具有 3A 和 1.5A 能力的 SMPS 稳压器
  • 3.5A 和 3A SMPS 稳压器中的动态电压调节 （DVS） 控制和输出电流测量
  • 硬件和软件控制的 Eco-mode™ 提供高达 5 mA 的电流
  • 短路保护
  • 电源正常指示（电压和过流指示）
  • 用于浪涌电流限制的内部软起动
  • 能够与 1.7 MHz 至 2.7 MHz 之间的外部时钟同步
• 4 个低压差 （LDO） 线性稳压器：
  • 0 .9 至 3.3 V 输出范围，步长为 50 mV
  • 两个具有 300mA 功能和旁路模式的
  • 一个具有 100mA 能力，并能够实现高达 50mA 的低噪声性能
  • 一个具有 200mA 电流能力的 LDO
  • 短路保护
• 12 位 Σ-Δ 通用型 ADC （GPADC），具有 8 个输入通道（2 个外部通道）
• 具有高温警告和热关断的热监控
• 电源序列控制：
  • 可配置的上电和断电序列 （OTP）
  • SLEEP 和 ACTIVE 状态转换 （OTP） 之间的可配置序列
  • 三个数字输出信号，可包含在启动序列中
• 可选控制接口：
  • 一个 SPI 用于资源配置和 DVS 控制
  • 二 I^2^C 接口。
    • 一个专用于 DVS 控制
    • 一个通用型 I^2^用于资源配置和 DVS 控制的 C 接口
• OTP 位完整性错误检测，可选择继续或保持上电序列和RESET_OUT释放
• 套餐选项：
  • 7mm × 7mm 48 引脚，间距为 0.5mm

参数

方框图

1. 概述

TPS65919-Q1是一款集成电源管理单元（PMU），专为处理器设计，适用于汽车应用。该器件集成了四个可配置的降压转换器（SMPS）和五个外部LDO（低压差线性稳压器），具备高效能、低噪声和多种保护功能。

2. 主要特性

• ‌AEC-Q100认证‌：适用于汽车级应用，温度等级为-40°C至+105°C。
• ‌输入电压范围‌：系统电压范围为3.135V至5.25V。
• ‌输出电流‌：
  • SMPS：每个可达3.5A，双相模式下SMPS1&2可达7A。
  • LDO：LDO1和LDO2为300mA，LDO4为200mA，LDO5为100mA（低噪声）。
• ‌低功耗‌：
  • 关机模式下功耗为20µA。
  • 睡眠模式下功耗为90µA。
• ‌集成12位GPADC‌：用于系统状态监测，具有两个外部通道。
• ‌多种控制接口‌：支持I²C和SPI接口。
• ‌可编程电源序列器‌：支持不同的处理器和应用需求。
• ‌保护功能‌：包括短路保护、热监测、欠压锁定等。

3. 功能描述

• ‌ 降压转换器（SMPS） ‌：
  • 支持双相和单相操作模式。
  • 可同步至外部时钟（1.7MHz至2.7MHz）或内部2.2MHz时钟。
  • 具有Eco模式、PWM模式和强制PWM模式。
  • 支持动态电压调整（DVS）和远程电压感应。
• ‌ 低压差线性稳压器（LDO） ‌：
  • 输出电压可调，范围为0.9V至3.3V，步长为50mV。
  • LDO1和LDO2支持旁路模式。
• ‌12位GPADC‌：
  • 可监测外部电压、内部供电电压、输出电流和芯片温度。
  • 支持异步和周期性转换请求。
• ‌电源序列器‌：
  • 通过预编程的电源序列控制资源的上电和断电。
  • 支持多种启动和关机模式。

4. 应用场景

TPS65919-Q1适用于需要高性能电源管理的汽车应用，如高级驾驶辅助系统（ADAS）、车载信息娱乐系统等。

5. 封装与订购信息

• ‌封装‌：48引脚VQFN封装，尺寸为7mm x 7mm。
• ‌订购信息‌：请参考数据手册中的订购指南部分，获取具体的订购信息和包装选项。

6. 布局与散热

• ‌布局指南‌：提供了详细的PCB布局指南，包括电容和电感的放置、地线的连接等，以优化性能和减少噪声。
• ‌散热设计‌：建议通过PCB的热传导和适当的散热措施来确保器件在正常工作温度范围内。

7. 文档与支持

• ‌数据手册‌：提供了详细的电气特性、功能描述、应用信息和布局指南。
• ‌设计支持‌：TI提供了多种设计支持资源，包括应用报告、设计检查表和评估模块用户指南等。
• ‌社区资源‌：用户可以通过TI的E2E在线社区获取技术支持和与其他工程师交流经验。

TPS65919-Q1以其高度集成、高性能和低功耗特性，成为汽车应用中处理器电源管理的理想选择。