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

數據手冊：*附件：TPS6521905-Q1數據手冊.pdf

兩個LDO在0.6V至3.4V的輸出電壓范圍內支持Texas Instruments TPS6521905的 400mA輸出電流。這些LDO支持旁路模式，充當負載開關，并允許在工作期間改變電壓。另外兩個LDO在1.2V至3.3V的輸出電壓范圍內支持300mA的輸出電流。這些器件也支持負載開關模式。I^2^C接口、IO、GPIO和多功能引腳 (MFP) 可實現與各種SoC的無縫連接。

特性

• 三個降壓轉換器，具有高達2.3MHz的非固定開關頻率
  • 1個VIN ：2.5V至5.5V；IOUT ：3.5A；VOUT ：0.6V至3.4V
  • 2個VIN ：2.5V至5.5V；IOUT ：2A；VOUT ：0.6V至3.4V
• 四個線性穩壓器
  • 2個VIN ：1.5V至5.5V；IOUT ：400mA；VOUT ：0.6V至3.4V（可配置為負載開關和旁路模式，支持SD卡）
  • 2個VIN ：2.2V至5.5V；IOUT ：300mA；VOUT ：1.2V至3.3V（可配置為負載開關）
• 在所有三個降壓轉換器上支持動態電壓調節
• 低I Q /PFM的PWM模式（準固定頻率）
• 可編程電源時序和默認電壓
• ^I2C^接口，支持標準、快速模式和快速模式增強版
• 旨在支持具有多達14個以上電源軌的系統（2個TPS6521905，每個7個電源軌+GPO控制的外部電源軌）
• 兩個GPO、一個GPIO和三個多功能引腳
• EEPROM可編程性

功能框圖

汽車級可編程電源管理IC TPS6521905-Q1的技術解析與應用

關鍵特性詳解

1. 降壓轉換器(Buck)特性

TPS6521905-Q1集成了三個高性能降壓轉換器：

1. ?Buck1?：
   • 輸出電流：3.5A
   • 輸出電壓范圍：0.6V至3.4V（25mV步進至1.4V，100mV步進至3.4V）
   • 開關頻率：2.3MHz
   • 支持動態電壓調節(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VSEL_SD/VSEL_DDR引腳）

所有降壓轉換器均支持：

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

2. 線性穩壓器(LDO)特性

TPS6521905-Q1提供四個LDO，分為兩類：

1. ?LDO1/LDO2?：
   • 輸出電流：400mA
   • 輸出電壓范圍：0.6V至3.4V（50mV步進）
   • 支持三種工作模式：
     • LDO模式
     • 旁路模式（可作為負載開關）
     • 負載開關(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）
   • 支持負載開關模式
   • 可選擇快速或慢速上電斜坡

3. 系統控制與監測功能

• ?靈活的電源序列控制?：
  • 可編程的上電/下電時序
  • 16個時序槽，每個槽可配置為0ms、1.5ms、3ms或10ms
  • 支持多PMIC同步操作
• ?全面的故障保護?：
  • 欠壓保護(UV)
  • 過流保護(OC)
  • 短路保護(SCG)
  • 熱警告(WARM)和熱關斷(HOT)
  • 殘留電壓檢測(RV)
• ?多種控制接口?：
  • I2C接口（支持標準、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)

典型應用場景

TPS6521905-Q1特別適用于以下汽車應用：

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

設計考慮因素

1. 電源序列設計

TPS6521905-Q1提供高度靈活的電源序列配置能力：

• 每個電源軌（包括Bucks、LDOs和GPIOs）可獨立分配到16個時序槽中的任意一個
• 上電和下電序列可分別配置
• 序列執行受前級電源軌的UV監控結果控制（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：根據工作模式選擇（LDO模式2.2-20μF，旁路/負載開關模式最高50μF）

3. 熱管理

TPS6521905-Q1提供四路溫度監測：

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

建議PCB設計時：

• 使用多個過孔將裸露焊盤連接到接地平面
• 確保足夠的銅面積散熱
• 避免在高環境溫度下長時間滿負荷運行

NVM編程與配置

TPS6521905-Q1支持非易失性存儲器(NVM)編程，允許用戶定制：

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/下電順序和時序
3. ?故障閾值設置?：UV、OC等保護閾值
4. ?GPIO功能配置?：引腳功能定義

NVM編程可通過I2C接口完成，支持在初始化狀態或活動狀態下進行配置。器件支持最多1000次編程周期。