TPS653854A-Q1 ISO26262 ASIL-D 多轨电源，适用于具有 500mA I/O 轨和旋转计数器的 MCU数据手册

TPS653853A-Q1 和 TPS653854A-Q1 器件是一款多轨电源，旨在为安全相关应用（例如汽车行业中的应用）中的微控制器供电。

该器件支持具有双核锁步 （LS） 和其他多核架构的功能安全微控制器。
*附件：tps653854a-q1.pdf

TPS653853A-Q1 和 TPS653854A-Q1 器件集成了多个电源轨，为 MCU、CAN 或 FlexRay 和外部传感器供电。具有内部 FET 的降压-升压转换器将 2.3 V 至 36 V 之间的输入电池电压转换为 6 V 预稳压器输出，为其他稳压器供电。集成电荷泵为内部稳压器提供过驱动电压，还可用于驱动外部 NMOS FET 作为反向电池保护。该器件支持从点火信号（IGN 引脚）唤醒或从 CAN 收发器或其他信号（CAN_WU 引脚）唤醒。

该设备有一个转向角监控 （SAM） 单元，允许 ECU 通过电机位置传感器间接捕获方向盘的位置。专用的低功耗模式允许该 SAM 单元即使在 ECU 处于睡眠模式时也能运行。集成的 SAM 开关允许在正常运行期间将电机位置传感器信号传递到 MCU，或者在 ECU 处于睡眠模式时将 MCU ADC 输入与电机位置传感器信号解耦。

器件内部的独立电压监控单元可监控电池电源的所有内部电源轨和稳压器输出上的欠压和过压。还实施了稳压器电流限制和温度保护。TPS653853A-Q1 和 TPS653854A-Q1 器件具有问答看门狗、MCU 错误信号监控器、内部振荡器上的时钟监控、时钟监控器上的自检、非易失性存储器上的循环冗余校验 （CRC） 和 SPI 通信、允许 MCU 观察设备内部模拟和数字信号的诊断输出引脚、MCU 复位电路（NRES 引脚）和安全输出（ENDRV 引脚），用于在任何检测到的系统故障时禁用外部功率级。该器件在启动时自动运行内置自检 （BIST），如果需要，MCU 可以在系统运行时通过软件控制重新运行 BIST。专用的 DIAGNOSTIC 状态允许 MCU 检查 TPS653853A-Q1 和 TPS653854A-Q1 功能。

TPS653853A-Q1 和 TPS653854A-Q1 器件还具有通过 SPI 寄存器报告错误的功能。该器件在 SPI 寄存器中为系统级或器件级的每个特定错误提供单独的状态位。当器件检测到特定错误情况时，它会设置适当的状态位并保持此状态位的设置，直到 MCU 读出设置了此状态位的 SPI 寄存器。根据设置的状态位，MCU 可以决定是否必须将系统保持在安全状态，或者是否可以随着系统的运行而恢复。

TPS653853A-Q1 和 TPS653854A-Q1 器件采用 48 引脚 HTSSOP PowerPAD™ IC 封装。

特性

• 符合 AEC-Q100 标准，结果如下：
  • 器件温度 1 级：-40°C 至 +125°C 环境工作温度
  • 器件 HBM ESD 分类 2 级
  • 器件 CDM ESD 分类等级 C4B
• 符合功能安全标准
  • 专为功能安全应用而开发
  • 提供文档，以帮助 ISO 26262 系统设计达到 ASIL D
  • 系统能力和硬件完整性高达 ASIL D
• 输入电压范围
  • 7V 至 36V 用于初始电池供电
  • 初始电池上电后 4V 至 36V 的全部功能
  • 唤醒后工作期间最小 2.3 V
• 电源轨（带内部 FET）
  • 6V 同步降压-升压前置稳压器
  • 5V、285mA LDO（CAN、外设或 ADC 参考精度为 20 至 120mA 负载时的 1% 精度）
  • 3.3V 或 5V、350mA LDO （MCU） TPS653853A-Q1.3.3V 350mA 或 5V 500MA LDO （MCU）TPS653854A-Q1
  • 2 个 LDO 保护传感器电源或外设
    • 传感器电源 1 （VSOUT1） 为 120 mA，传感器电源 2 （VSOUT2） 为 20 mA
    • 可配置跟踪模式（跟踪输入引脚）或 3.3V 或 5V 固定输出电压
    • 对地短路和电池保护
  • 电荷泵：电池电压以上 6V（最小值）、11V 最大值
• 监控和保护
  • 对所有稳压器输出、电池电压和内部电源进行独立的欠压和过压监控
  • 电压监控电路，包括独立的带隙基准，由单独的电池电压输入引脚供电
  • 对所有电压监控进行自检（上电期间和由外部 MCU 启动的上电后）
  • 所有电源均具有电流限制和过热警告和关断保护
• 转向角监控 （SAM）
  • 2 个用于位置传感器信号的信号比较器
  • 旋转计数器
  • 低功耗模式，定期对位置传感器信号进行采样
  • 用于将传感器信号传递到 MCU 的开关
• 微控制器接口
  • 打开和关闭窗口或问答看门狗功能
  • 功能安全 MCU 故障输出（PWM 或电平）、MCU 错误信号监控器
  • 执行设备自检和系统诊断的 DIAGNOSTIC 状态
  • 检测到系统故障时设备和系统保护的 SAFE 状态
  • 用于内部振荡器的 Clock Monitor
  • 模拟和逻辑内置自检
  • 非易失性存储器以及器件和系统配置寄存器以及 SPI 通信上的 CRC
  • MCU 复位电路
  • 诊断输出引脚
• SPI 命令加数据 CRC
• 通过 SPI 寄存器报告系统级和器件级错误
• enable-drive 输出，用于在检测到任何系统故障时禁用外部功率级
• 通过 IGN 引脚（点火）或 CAN_WU 引脚（收发器或其他功能）唤醒
• 48 引脚 HTSSOP PowerPAD™ IC 封装

参数

1. 概述

TPS653854A-Q1是一款专为安全相关应用设计的多轨电源供应芯片，适用于汽车和工业领域。该芯片集成了多个电源轨，以支持微控制器的供电需求，并具备多种安全特性和监控功能。

2. 主要特性

• ‌功能安全合规‌：支持ISO 26262系统设计，达到ASIL D等级。
• ‌宽输入电压范围‌：初始电池启动电压为7V至36V，全功能工作电压为4V至36V，操作最低电压为2.3V。
• ‌多轨输出‌：包括6V同步升降压预稳压器、5V/285mA LDO（用于CAN、外设或ADC参考）、3.3V或5V/350mA LDO（用于MCU）、以及两个受保护的LDO（用于传感器供电或外设）。
• ‌监控与保护‌：独立监控所有调节器输出、电池电压和内部电源的欠压和过压情况，具备电流限制和过热预警及关断功能。
• ‌ 转向角度监控（SAM） ‌：包含两个信号比较器，用于位置传感器信号，具备低功耗模式和传感器信号通过开关。
• ‌微控制器接口‌：支持开/关窗口或问答式看门狗功能，监控功能安全MCU故障输出（PWM或电平），MCU错误信号监控，以及诊断状态和系统诊断功能。
• ‌SPI通信‌：带有CRC的命令和数据，支持通过SPI寄存器报告系统级和设备级错误。
• ‌唤醒功能‌：支持通过IGN引脚（点火信号）或CAN_WU引脚（CAN收发器或其他功能）唤醒。

3. 应用

• 汽车安全相关应用
• 工业安全相关应用

4. 封装与机械信息

• ‌封装类型‌：48引脚HTSSOP PowerPAD™ IC封装
• ‌尺寸‌：12.5mm × 6.1mm

5. 电气特性

• ‌输入电压范围‌：2.3V至36V
• ‌输出电压‌：多个可调或固定输出，如6V预稳压器、5V/285mA LDO等
• ‌工作温度范围‌：-40°C至125°C

6. 安全特性

• ‌问答式看门狗‌：增强系统可靠性，监控MCU状态。
• ‌MCU错误信号监控‌：实时监控MCU错误信号，确保系统安全。
• ‌时钟监控‌：监控内部振荡器时钟，确保系统时钟稳定。
• ‌ 内置自测试（BIST） ‌：设备启动时自动运行，MCU可通过软件控制重新运行。

7. 文档与支持

• ‌数据表‌：提供详细的技术规格和应用信息。
• ‌相关文档‌：包括布局指南、PowerPAD™应用报告等。
• ‌技术支持‌：可通过TI的E2E™支持论坛获取帮助。

8. 订购信息

• ‌订购代码‌：具体代码取决于封装和数量，如TPS653854A-Q1HTSSOP DCA。
• ‌环保计划‌：产品符合RoHS标准，并提供绿色（无铅、无卤）封装选项。

以上是TPS653854A-Q1数据表的总结，涵盖了其主要特性、应用、封装与机械信息、电气特性、安全特性、文档与支持以及订购信息。