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用中的各種SoC供電。該器件的環境溫度范圍為-40°C至+105°C，因此適合用于各種工業應用。該器件包括三個同步降壓DC-DC轉換器和四個線性穩壓器。這些DC-DC轉換器能夠提供1個3.5A電流和2個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）。

數據手冊：*附件：Texas Instruments TPS65219，TPS65219-Q1集成PMIC數據手冊.pdf

兩個LDO在0.6V至3.4V的輸出電壓范圍內支持400mA的輸出電流。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。其他兩個LDO在1.2V至3.3V的輸出電壓范圍內支持300mA的輸出電流。TPS65219/TPS65219-Q1器件也支持負載開關模式。^I2C^接口、I/O、GPIO和多功能引腳 (MFP) 讓多種SoC可以無縫連接。TPS65219-Q1器件符合AEC-Q100標準，適用于汽車應用。

特性

• 3個高達2.3MHz的非固定開關頻率的降壓轉換器
  • 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~~
• 4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）~~
• 所有三個降壓轉換器上的動態電壓調節
• 低I Q /PFM、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+
• 設計為支持具有多達14個以上電源軌的系統（2個TPS65219，每個7個電源軌 + GPO控制的外部電源軌）
• 2個GPO、1個GPIO和3個多功能引腳
• EEPROM可編程性
• 4mm2^^ 或5mm2QFN-32^^ 封裝選項

框圖

TPS65219集成PMIC：工業應用中的高效電源管理解決方案

產品概述

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個同步降壓DC-DC轉換器(1×3.5A + 2×2A)和4個線性穩壓器(2×400mA + 2×300mA)
• ?寬輸入電壓范圍?：2.5V至5.5V，兼容單節鋰離子電池、兩節原電池或穩壓電源
• ?工業級溫度范圍?：-40°C至+105°C環境溫度，結溫可達125°C
• ?動態電壓調節?：所有三個降壓轉換器支持動態電壓縮放(DVFS)
• ?可編程電源時序?：支持用戶自定義的上電/下電序列
• ?I2C接口控制?：支持標準、快速模式和快速模式+通信
• ?多PMIC協同工作?：設計支持14+軌系統(可通過多片TPS65219配置)

關鍵特性詳解

1. 電源架構設計

TPS65219采用先進的電源架構設計，其功能框圖包含：

• ?降壓轉換器?：
  • BUCK1：3.5A輸出，支持0.6V-3.4V可調
  • BUCK2/BUCK3：2A輸出，支持0.6V-3.4V可調
  • 開關頻率高達2.3MHz，支持PFM/PWM模式自動切換
• ?線性穩壓器?：
  • LDO1/LDO2：400mA，0.6V-3.4V可調，支持負載開關和旁路模式
  • LDO3/LDO4：300mA，1.2V-3.3V可調，支持負載開關模式

2. 動態電壓與頻率縮放(DVFS)

TPS65219支持全動態電壓調節功能，特別適合需要動態功耗管理的工業應用：

• ?降壓轉換器?：輸出電壓可通過I2C實時調整(0.6V-1.4V范圍支持25mV步進，1.4V-3.4V支持100mV步進)
• ?LDO1/LDO2?：支持運行中電壓切換，適用于SD卡接口電壓動態調整(3.3V?1.8V)
• ?快速響應?：電壓切換時間低至2.9-3.5mV/μs(上升)和0.45-0.61mV/μs(下降)

3. 電源管理與監控

• ?全面的故障保護?：
  • 輸入過壓/欠壓保護(OVP/UVP)
  • 輸出過流保護(OCP)
  • 短路保護(SCP)
  • 熱關斷保護(TSD)
• ?實時監控?：
  • 輸出電壓監測(UV/OV)
  • 四路溫度傳感器(WARM/HOT報警)
  • 中斷輸出(nINT)指示故障狀態

4. 靈活的配置選項

• ? 非易失性存儲器(NVM) ?：存儲默認配置，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、待機控制、復位或電壓選擇功能
• ?多PMIC同步?：通過GPIO引腳實現多器件時序同步

工業應用場景

1. 工業人機界面(HMI)

TPS65219為工業HMI提供：

• 核心處理器供電(如AM62x的0.75V/0.85V VDD_CORE)
• 顯示背光驅動
• 觸摸控制器電源
• 接口保護(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
• 模擬輸入前端基準電壓
• 現場總線收發器電源

3. 視頻監控系統

優勢特性：

• 支持DDR3L/DDR4內存供電(通過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. 智能電表與數據集中器

關鍵價值：

• 寬輸入電壓范圍適應多種現場電源條件
• 低靜態電流延長電池備份時間
• 高精度電壓調節保證計量精度

設計考量與最佳實踐

1. 布局建議

• ?功率回路?：保持Buck轉換器的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，通過多個過孔連接至內部地層
• ?負載分配?：在多PMIC配置中均衡分配高電流負載

3. 時序配置

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內存電源(BUCK3)
4. 核心電壓(BUCK1)
5. 釋放nRSTOUT信號