TPS65216 用于 ARM® Cortex-A8™/A9 SOC 和 FPGA 的集成电源管理数据手册

TPS65216 是一款单芯片电源管理 IC （PMIC），专为支持线路供电 （5 V） 应用中的 AMIC110、AMIC120、AM335x 和 AM437x 系列处理器而设计。该器件的额定温度范围为 –40°C 至 +105°C，适用于各种工业应用。
*附件：tps65216.pdf

TPS65216 专为 AMIC110、AMIC120、AM335x 和 AM437x 的所有功能提供电源管理而设计。DC/DC 转换器 DCDC1 至 DCDC4 分别用于为内核、MPU、DDR 存储器以及 3.3V 模拟和 I/O 供电。LDO1 为处理器提供 1.8 V 模拟和 I/O。GPIO2 允许对 DCDC1 和 DCDC2 转换器进行热复位。我^2^C 接口允许用户启用和禁用所有稳压器、负载开关和 GPIO。此外，UVLO 和监控器电压阈值、上电序列和掉电序列可通过 I 进行编程^2^C. 还可以监控过热、过流和欠压的中断。监控器监控 DCDC1 到 DCDC4 和 LDO1。该监控器有两个设置，一个用于典型的欠压容差 （STRICT = 0b），一个用于严格的欠压和过压容差 （STRICT = 1b）。电源就绪信号表示 5 个稳压器的调节正确。

三个迟滞降压转换器旨在为处理器内核、MPU 和 DDRx 存储器供电。每个转换器的默认输出电压可以通过 I 进行调整^2^C 接口。DCDC1 和 DCDC2 具有动态电压调节功能，可在处理器的所有工作点提供电源。DCDC1 和 DCDC2 还具有可编程的转换速率，以帮助保护处理器组件。当处理器处于睡眠模式时，DCDC3 保持供电，以保持 DDRx 内存的供电。

TPS65216 器件采用 48 引脚 VQFN 封装（6 mm × 6 mm，间距为 0.4 mm）。

特性

• 三个具有集成开关 FET 的可调降压转换器（DCDC1、DCDC2 和 DCDC3）：
  • DCDC1：默认电压为 1.1V，最高电流为 1.8A
  • DCDC2：默认电压为 1.1V，最高电流为 1.8A
  • DCDC3：默认电压为 1.2V，最高电流为 1.8A
  • VIN 范围为 3.6 V 至 5.5 V
  • 可调输出电压范围 0.85 V 至 1.675 V（DCDC1 和 DCDC2）
  • 可调输出电压范围 0.9 V 至 3.4 V （DCDC3）
  • 轻负载电流下的省电模式
  • 100% 占空比，实现最低压差
  • 禁用时有源输出放电
• 一个具有集成开关 FET （DCDC4） 的可调降压-升压转换器：
  • DCDC4：默认 3.3V，最高 1.6A
  • VIN 范围为 3.6 V 至 5.5 V
  • 可调输出电压范围为 1.175 V 至 3.4 V
  • 禁用时有源输出放电
• 可调通用 LDO （LDO1）
  • LDO1：1.8V 默认值，最高 400mA
  • VIN 范围为 1.8 V 至 5.5 V
  • 0.9 V 至 3.4 V 的可调输出电压范围
  • 禁用时有源输出放电
• 具有 100mA 或 500mA 可选电流限制的高压负载开关 （LS）
  • VIN 范围为 1.8 V 至 10 V
  • 500mΩ（最大值）开关阻抗
• 具有内置 Supervisor 功能监视器的 Supervisor
  • DCDC1、DCDC2 ±4% 容差
  • DCDC3、DCDC4 ±5% 容差
  • LDO1 ±5% 容差
• 保护、诊断和控制：
  • 欠压锁定 （UVLO）
  • 始终在线的按钮监视器
  • 过热警告和停机
  • 我^2^C 接口 （地址 0x24）

参数

方框图

1. 概述

TPS65216是一款集成了4个DC/DC转换器、1个LDO（低压差线性稳压器）和1个高电压负载开关的电源管理IC（PMIC），专为支持AMIC110、AMIC120、AM335x和AM437x系列处理器而设计。该设备具有广泛的输入电压范围（3.6V至5.5V），并提供了灵活的电源序列和监控功能。

2. 主要特性

• ‌多转换器集成‌：4个DC/DC转换器（DCDC1至DCDC4）、1个LDO（LDO1）和1个负载开关（LS）。
• ‌灵活的输出电压‌：DCDC1和DCDC2默认输出1.1V，DCDC3默认输出1.2V，DCDC4默认输出3.3V，LDO1默认输出1.8V，所有输出电压均可通过I2C接口编程调整。
• ‌高效能‌：采用PWM和PFM模式自动切换，提高轻载效率。
• ‌电源序列‌：支持自定义电源启动和关闭序列，确保系统稳定上电和断电。
• ‌监控与保护功能‌：包括过温保护、过压保护、欠压锁定、短路保护等。
• ‌I2C接口‌：支持通过I2C接口对电源轨、负载开关和GPIO进行控制及监控。

3. 电气特性

• ‌输入电压范围‌：3.6V至5.5V。
• ‌输出电压范围‌：
  • DCDC1/DCDC2：0.85V至1.675V（可调）
  • DCDC3：0.9V至3.4V（可调）
  • DCDC4：1.175V至3.4V（可调）
  • LDO1：0.9V至3.4V（可调）
• ‌负载开关电压范围‌：1.8V至10V。
• ‌输出电流能力‌：
  • DCDC1/DCDC2/DCDC3：最大1.8A
  • DCDC4：最大1.6A
  • LDO1：最大400mA
  • 负载开关：最大500mA或1A（可选）

4. 功能描述

• ‌电源序列控制‌：支持通过I2C配置电源启动和关闭序列，确保系统稳定上电和断电。
• ‌电压监控‌：集成的电压监控器可监测所有电源轨的输出电压，并在故障时产生中断。
• ‌热管理‌：具有过温保护和热警告功能，防止设备过热损坏。
• ‌电流限制‌：所有DC/DC转换器和负载开关均具有电流限制功能，防止过流损坏。
• ‌负载开关‌：具有可配置的电流限制和过温保护功能，适用于控制辅助端口电源。

5. 应用

• 网格基础设施
• 人机界面（HMI）
• 工业自动化
• 电子销售点（ePOS）
• 测试与测量
• 工业通信
• 背板I/O
• 连接式工业驱动器

6. 封装与尺寸

• ‌封装类型‌：48引脚VQFN封装，带裸露热垫。
• ‌尺寸‌：6mm × 6mm，0.4mm引脚间距。

7. 布局与接地

• 推荐使用低ESR陶瓷电容器进行输入和输出滤波。
• 输入和输出电容器应尽可能靠近TPS65216放置，以减少寄生电感和噪声。
• 热垫应连接到PCB的接地平面，以提供良好的热传导和机械支撑。