TPS650864 用于 Xilinx MPSoC 和 FPGA 的可配置多轨 PMIC数据手册

TPS650864 器件系列是专为 Xilinx Zynq 多处理器片上系统 （MPSoC） 和现场可编程门阵列 （FPGA） 系列设计的单芯片电源管理 IC （PMIC）。TPS650864 提供 5.6V 至 21V 的输入范围，支持广泛的应用（参见器件比较表）。该器件适用于壁挂式应用或 2S、3S 或 4S 锂离子电池组（NVDC 或非 NVDC 电源架构）。参见 Typical Application 部分，了解 5V 输入电源。D-CAP2 和 DCS-Control 高频稳压器使用小型无源器件来实现小尺寸解决方案。D-CAP2 和 DCS-Control 拓扑具有出色的瞬态响应性能，非常适合具有快速负载切换的处理器内核和系统内存轨。I2C 接口允许通过嵌入式控制器 （EC） 或 SoC 进行简单控制。PMIC 采用 8mm × 8mm 单排 VQFN 封装，带有导热垫，具有良好的散热效果。
*附件：tps650864.pdf

特性

• 5.6V 至 21V 的宽 VIN 范围
• 三个具有 D-CAP2™ 拓扑结构的可变输出电压同步降压控制器
  • 使用具有可选电流限制的外部 FET 实现可扩展的输出电流
  • I2C DVS 控制范围为 0.41V 至 1.67V（步长为 10mV）或 1V 至 3.575V（步长为 25mV）
• 三个可变输出电压同步降压转换器，采用直流控制拓扑结构
  • VIN 范围为 3V 至 5.5V
  • 高达 3 A 的输出电流
  • I2C DVS 控制范围为 0.41V 至 1.67V（步长为 10mV）或 0.425V 至 3.575V（步长为 25mV）
• 三个具有可调输出电压的 LDO 稳压器
  • LDOA1：1.35V 至 3.3V 的 I2C 可选电压，输出电流高达 200mA
  • LDOA2 和 LDOA3：0.7V 至 1.5V 的 I2C 可选电压，每个输出电流高达 600mA
• 用于 DDR 存储器终端的 VTT LDO
• 三个负载开关，带转换速率控制
  • 高达 300mA 的输出电流，压降小于标称输入电压的 1.5%
  • RDSON < 96mΩ（1.8V 输入电压）
• 5V 固定输出电压 LDO （LDO5）
  • 用于 SMPS 栅极驱动器和 LDOA1 的电源
  • 自动切换到外部 5V 降压，以实现更高的效率
• 通过工厂 OTP 编程实现内置灵活性和可配置性
  • 6 个 GPI 引脚可配置，以启用（CTL1 至 CTL6）或睡眠模式进入（CTL3 和 CTL6）任何选定电源轨
  • 四个 GPO 引脚可配置为任何选定电源轨的电源
  • 漏极开路中断输出引脚
• I2C 接口支持标准模式 （100kHz）、快速模式 （400kHz） 和快速模式 plus （1MHz）

参数

方框图

1. 产品概述

• ‌功能‌：TPS650864是一款高度集成的电源管理IC（PMIC），为Xilinx MPSoCs和FPGAs提供多路输出电压。
• ‌封装‌：采用8mm × 8mm的单排VQFN封装，带有热焊盘以改善热耗散。
• ‌应用‌：适用于嵌入式控制器（EC）或由SoC控制的场景。

2. 特性

• ‌输出电压‌：提供多达6路BUCK输出、3路LDO输出以及3路负载开关输出，输出电压可编程。
• ‌ 动态电压调整（DVS） ‌：支持动态调整输出电压，以提高系统效率。
• ‌电源排序与控制‌：通过CTL引脚和PGOOD信号实现灵活的电源排序和控制。
• ‌过温保护‌：具有热关断功能，防止芯片过热损坏。
• ‌I2C接口‌：支持I2C通信协议，可编程多种功能和设置。

3. 电气特性

• ‌输入电压范围‌：根据不同的输出配置，输入电压范围有所不同，一般为3V至21V。
• ‌输出电压范围‌：BUCK输出电压可编程，范围为0.41V至3.575V（具体取决于步长设置）；LDO输出电压也可编程，范围为1.35V至3.3V。
• ‌负载电流‌：每路BUCK输出最大可达3A，LDO输出最大可达200mA。
• ‌效率‌：高效率设计，具体效率取决于输出配置和负载条件。

4. 功能框图

• ‌核心组件‌：包括BUCK控制器/转换器、LDO、负载开关、GPO（通用输出）、PGOOD信号等。
• ‌控制逻辑‌：通过I2C接口和CTL引脚实现对电源输出的控制和监控。

5. 应用场景

• ‌典型应用‌：为Xilinx MPSoCs和FPGAs供电，提供灵活的电源解决方案。
• ‌设计考虑‌：包括电感选择、电容选择、布局布线等，以确保电源的稳定性和可靠性。

6. 布局指导

• ‌PCB布局‌：建议将电感、电容等关键元件放置在靠近IC的位置，以减少寄生参数和干扰。
• ‌热设计‌：利用热焊盘和多层PCB设计来改善热耗散，降低结温。

7. 文档支持

• ‌相关数据表‌：提供了详细的电气特性、时序要求、编程指南等。
• ‌设计工具‌：TI提供了相关的设计工具和软件支持，帮助用户进行电源设计和调试。

8. 封装与订购信息

• ‌封装类型‌：VQFN-64
• ‌订购信息‌：提供了不同封装选项和生态计划信息，方便用户选择适合的产品。

TPS650864是一款功能强大的电源管理IC，适用于需要多路输出电压和灵活电源管理的应用场景。通过高度集成的设计和可编程的I2C接口，为用户提供了便捷的电源解决方案。