Texas Instruments TPS6521905/TPS6521905-Q1电源管理IC (PMIC) 旨在为便携式和固定应用中的各种SoC供电。该器件的额定环境温度范围为-40°C至+105°C，因此非常适合用于各种工业应用。该器件包括三个同步降压直流-直流转换器和四个线性稳压器。该直流-直流转换器支持1x 3.5A和2x 2A电流。该转换器需要小型470nH电感器、4.7µF输入电容以及每电源轨30µF最小输出电容。

数据手册：*附件：TPS6521905-Q1数据手册.pdf

两个LDO在0.6V至3.4V的输出电压范围内支持Texas Instruments TPS6521905的 400mA输出电流。这些LDO支持旁路模式，充当负载开关，并允许在工作期间改变电压。另外两个LDO在1.2V至3.3V的输出电压范围内支持300mA的输出电流。这些器件也支持负载开关模式。I^2^C接口、IO、GPIO和多功能引脚 (MFP) 可实现与各种SoC的无缝连接。

特性

• 三个降压转换器，具有高达2.3MHz的非固定开关频率
  • 1个VIN ：2.5V至5.5V；IOUT ：3.5A；VOUT ：0.6V至3.4V
  • 2个VIN ：2.5V至5.5V；IOUT ：2A；VOUT ：0.6V至3.4V
• 四个线性稳压器
  • 2个VIN ：1.5V至5.5V；IOUT ：400mA；VOUT ：0.6V至3.4V（可配置为负载开关和旁路模式，支持SD卡）
  • 2个VIN ：2.2V至5.5V；IOUT ：300mA；VOUT ：1.2V至3.3V（可配置为负载开关）
• 在所有三个降压转换器上支持动态电压调节
• 低I Q /PFM的PWM模式（准固定频率）
• 可编程电源时序和默认电压
• ^I2C^接口，支持标准、快速模式和快速模式增强版
• 旨在支持具有多达14个以上电源轨的系统（2个TPS6521905，每个7个电源轨+GPO控制的外部电源轨）
• 两个GPO、一个GPIO和三个多功能引脚
• EEPROM可编程性

功能框图

汽车级可编程电源管理IC TPS6521905-Q1的技术解析与应用

关键特性详解

1. 降压转换器(Buck)特性

TPS6521905-Q1集成了三个高性能降压转换器：

1. ‌Buck1‌：
   • 输出电流：3.5A
   • 输出电压范围：0.6V至3.4V（25mV步进至1.4V，100mV步进至3.4V）
   • 开关频率：2.3MHz
   • 支持动态电压调节(DVS)
2. ‌Buck2/Buck3‌：
   • 输出电流：2A
   • 输出电压范围：0.6V至3.4V
   • Buck3支持DDR电压选择功能（通过VSEL_SD/VSEL_DDR引脚）

所有降压转换器均支持：

• 强制PWM模式和自动PFM模式切换
• 可配置带宽选择（高带宽或低带宽）
• 可编程的欠压保护阈值（-5%或-10%）

2. 线性稳压器(LDO)特性

TPS6521905-Q1提供四个LDO，分为两类：

1. ‌LDO1/LDO2‌：
   • 输出电流：400mA
   • 输出电压范围：0.6V至3.4V（50mV步进）
   • 支持三种工作模式：
     • LDO模式
     • 旁路模式（可作为负载开关）
     • 负载开关(LSW)模式
   • LDO1/LDO2支持SD卡电压切换功能（1.8V/3.3V）
2. ‌LDO3/LDO4‌：
   • 输出电流：300mA
   • 输出电压范围：1.2V至3.3V（50mV步进）
   • 支持负载开关模式
   • 可选择快速或慢速上电斜坡

3. 系统控制与监测功能

• ‌灵活的电源序列控制‌：
  • 可编程的上电/下电时序
  • 16个时序槽，每个槽可配置为0ms、1.5ms、3ms或10ms
  • 支持多PMIC同步操作
• ‌全面的故障保护‌：
  • 欠压保护(UV)
  • 过流保护(OC)
  • 短路保护(SCG)
  • 热警告(WARM)和热关断(HOT)
  • 残留电压检测(RV)
• ‌多种控制接口‌：
  • I2C接口（支持标准、快速和快速+模式）
  • 多功能引脚（可配置为MODE、STBY、RESET等）
  • 通用输入/输出(GPIO)

典型应用场景

TPS6521905-Q1特别适用于以下汽车应用：

1. ‌低功耗汽车MPU‌：如TI的AM62x-Q1和AM64x-Q1系列处理器
2. ‌车载信息娱乐系统‌：数字仪表盘、抬头显示、车载信息终端
3. ‌ADAS系统‌：驾驶员监控系统(DMS)、乘员监控系统(OMS)
4. ‌汽车照明系统‌：LED前照灯、氛围灯控制
5. ‌车载音频系统‌：功放电源管理
6. ‌动力总成系统‌：变速箱控制单元等

设计考虑因素

1. 电源序列设计

TPS6521905-Q1提供高度灵活的电源序列配置能力：

• 每个电源轨（包括Bucks、LDOs和GPIOs）可独立分配到16个时序槽中的任意一个
• 上电和下电序列可分别配置
• 序列执行受前级电源轨的UV监控结果控制（除非UV被屏蔽）

‌典型电源序列示例‌：

1. Buck2 (3.3V)
2. GPO1
3. LDO4 (2.5V)
4. LDO1 (3.3V/1.8V)
5. LDO3 (1.8V)
6. Buck3 (1.2V)
7. Buck1 (0.75V)
8. LDO2 (0.85V)
9. nRSTOUT

2. 外部元件选择

• ‌降压转换器‌：
  • 输入电容：每路至少4.7μF
  • 输出电感：470nH（典型值）
  • 输出电容：根据带宽配置选择（低带宽10-75μF，高带宽30-220μF）
• ‌LDO‌：
  • 输入电容：1.6-4.7μF
  • 输出电容：根据工作模式选择（LDO模式2.2-20μF，旁路/负载开关模式最高50μF）

3. 热管理

TPS6521905-Q1提供四路温度监测：

• 可配置的温度警告阈值(TWARM)
• 固定温度关断阈值(THOT)
• 支持温度故障屏蔽和报警

建议PCB设计时：

• 使用多个过孔将裸露焊盘连接到接地平面
• 确保足够的铜面积散热
• 避免在高环境温度下长时间满负荷运行

NVM编程与配置

TPS6521905-Q1支持非易失性存储器(NVM)编程，允许用户定制：

1. ‌输出电压配置‌：所有电源轨的电压值可编程
2. ‌电源序列配置‌：上电/下电顺序和时序
3. ‌故障阈值设置‌：UV、OC等保护阈值
4. ‌GPIO功能配置‌：引脚功能定义

NVM编程可通过I2C接口完成，支持在初始化状态或活动状态下进行配置。器件支持最多1000次编程周期。