TPS65218D0 用于 ARM® Cortex-A8™/A9 SOC 和 FPGA 的集成电源管理数据手册

TPS65218D0 是一款单芯片电源管理 IC （PMIC），专为支持便携式（锂离子电池）和非便携式（5V 适配器）应用中的 AM335x 和 AM438x 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：tps65218d0.pdf

TPS65218D0 专为为 AM438x 处理器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。GPIO1 和 GPO2 允许内存重置，GPIO3 允许 DCDC1 和 DCDC2 转换器的热重置（仅限 335x）。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。如果系统电源发生故障或被禁用，备用电源为处理器的篡改、RTC 或两个域提供两个降压转换器。如果系统电源和纽扣电池都连接到 PMIC，则不会从纽扣电池获取电力。一个单独的电源良好信号监控备份转换器。备用电池监视器确定纽扣电池的功率水平。

TPS65218D0器件采用 48 引脚 VQFN 封装（6 mm × 6 mm，间距为 0.4 mm）。

特性

• 三个带集成开关 FET 的可调降压转换器（DCDC1、DCDC2、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 2.7 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 3.3 V，最高 1.6 A
  • VIN 范围为 2.7 V 至 5.5 V
  • 可调输出电压范围 1.175 V 至 3.4 V
  • 禁用时有源输出放电
• 两个低静态电流、高效率降压转换器，用于电池备份域 （DCDC5、DCDC6）
  • DCDC5：1V 输出
  • DCDC6：1.8V 输出
  • VIN 范围为 2.2 V 至 5.5 V
  • 由系统电源或纽扣电池备用电池供电
• 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 350mA 电流限制的低电压负载开关 （LS1）
  • VIN 范围为 1.2 V 至 3.6 V
  • 1.35V 时开关阻抗为 110mΩ（最大值）
• 具有 100mA 或 500mA 可选电流限制的 5V 负载开关 （LS2）
  • VIN 范围为 3 V 至 5.5 V
  • 5V 时 500mΩ（最大值）开关阻抗
• 具有 100mA 或 500mA 可选电流限制的高压负载开关 （LS3）
  • 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
  • 用于备用电源和主电源的独立电源就绪输出
  • 我^2^C 接口 （地址 0x24） （请参阅 I 的时序要求^2^C 在 400 kHz 下运行）

参数

方框图

1. 概述

TPS65218D0 是一款单芯片电源管理 IC（PMIC），专为支持 AM335x 和 AM438x 处理器系列而设计。它集成了多个可调的降压转换器、一个降压-升压转换器、低静态电流的高效降压转换器、可调的通用低压差线性稳压器（LDO）以及多个负载开关，适用于便携式（如 Li-Ion 电池）和非便携式（如 5V 适配器）应用。

2. 主要特性

• ‌ 三个可调降压转换器（DCDC1-3） ‌：
  • 默认输出电压分别为 1.1V、1.1V 和 1.2V。
  • 最大输出电流可达 1.8A。
  • 输入电压范围：2.7V 至 5.5V。
• ‌ 一个降压-升压转换器（DCDC4） ‌：
  • 默认输出电压为 3.3V。
  • 最大输出电流可达 1.6A。
  • 输入电压范围：2.7V 至 5.5V。
• ‌ 两个高效降压转换器（DCDC5 和 DCDC6） ‌：
  • 输出电压分别为 1V 和 1.8V。
  • 专为电池备份域设计，支持系统电源或纽扣电池备份。
• ‌ 一个可调通用 LDO（LDO1） ‌：
  • 默认输出电压为 1.8V。
  • 最大输出电流可达 400mA。
  • 输入电压范围：1.8V 至 5.5V。
• ‌ 多个负载开关（LS1-3） ‌：
  • LS1：最大电流 350mA，电压范围 1.2V 至 3.6V。
  • LS2 和 LS3：可选电流限制（100mA 或 500mA），电压范围分别为 3V 至 5.5V 和 1.8V 至 10V。
• ‌监控和保护功能‌：
  • 包括欠压锁定（UVLO）、过温警告和关断、独立的电源良好输出等。
  • 支持 I²C 接口进行配置和监控。

3. 应用

• 工业自动化
• 电子销售点（ePOS）
• 测试和测量
• 个人导航
• 工业通信
• 背板 I/O
• 连接式工业驱动器

4. 封装与尺寸

• ‌封装类型‌：48 引脚 VQFN（6mm × 6mm，0.4mm 间距）或 HTQFP（7mm × 7mm，0.5mm 间距）。

5. 电气特性

• ‌工作温度范围‌：-40°C 至 +105°C。
• ‌输入电压范围‌：根据具体转换器或 LDO 而定，通常在 1.8V 至 5.5V 之间。
• ‌输出电压精度‌：±2% 至 ±5%，具体取决于负载和温度条件。
• ‌静态电流‌：各转换器和 LDO 在不同模式下的静态电流有所不同，通常在微安级别。

6. 热特性

• 提供了详细的热阻信息，包括结到壳（RθJC）、结到板（RθJB）和结到环境（RθJA）的热阻值。

7. 编程与接口

• ‌I²C 接口‌：支持标准模式（100kHz）、快速模式（400kHz）和高速模式（最高可达 3.4MHz）。
• ‌寄存器映射‌：提供了详细的寄存器映射，用于通过 I²C 接口访问和控制 PMIC 的各种功能。

8. 布局与设计指南

• 提供了布局指南和布局示例，以帮助设计师优化 PCB 布局，确保最佳性能。
• 强调了去耦电容的放置、热焊盘的使用以及输入和输出迹线的布线要求。