TPS38700S-Q1多通道电压序列发生器技术解析

描述

Texas Instruments TPS38700S-Q1集成式多通道电压序列发生器配有窗口看门狗、I^2^C可编程,采用24引脚4mm x 4mm VQFN封装。该多通道电压序列发生器非常适合用于需要精密上电和/或掉电排序且可连接多通道电压监控器的系统。该器件默认采用预编程的OTP选项,但I^2^C可对上电和断电时序控制、看门狗设置和序列时序选项(如需要)重新编程。

数据手册:*附件:Texas Instruments TPS38700S-Q1多通道电压序列发生器数据手册.pdf

该器件具有灵活的可编程电压轨排序功能、低静态电流和小尺寸,因此可满足大多数应用的要求。TPS38700S-Q1的同步功能使设计人员能够更好地控制其系统如何上电。当电流轨通过同步信号上电至可接受水平时,TPS38700S-Q1仅触发以下使能信号即可实现这一点。此外,TPS38700S-Q1还具有自定义延迟选项。Texas Instruments TPS38700S-Q1设计用于搭配TPS389006-Q1使用。

特性

  • 下列性能符合AEC-Q100标准:
    • 器件温度等级1(-40°C至+125°C)
  • 用于先进SoC的排序
    • 能够排序多达6个电源轨
    • 上电/断电定时序列可通过I^2^C设定
      • 125us至64ms(125us步进)
      • 500us至25ms(500us步进)
  • 系统稳健性
    • 电池备份功能,用于在断电事件期间进行诊断错误报告
    • 器件在高温环境中具有热关断功能

功能框图

发生器

TPS38700S-Q1多通道电压序列发生器技术解析

一、产品概述

TPS38700S-Q1是德州仪器(TI)推出的一款支持I2C接口的6通道电源序列发生器,专为汽车电子和工业应用设计。该器件采用24引脚VQFN封装(4mm×4mm),具有精确的时序控制和全面的故障监测功能,适用于ADAS系统、汽车摄像头模块、FPGA电源序列管理等应用场景。

关键特性亮点‌:

  • 多通道控制‌:支持6路电源序列控制+6路通用输出(GPO)
  • 灵活时序配置‌:上电/下电时序可编程(125μs-64ms步进)
  • 同步功能‌:SYNC引脚支持与TPS389006-Q1多通道监控器协同工作
  • 汽车级认证‌:AEC-Q100 Grade 1认证(-40°C至+125°C)
  • 低功耗设计‌:工作电流仅45-75μA,关断电流<1μA

二、核心架构与功能模块

2.1 系统架构

TPS38700S-Q1采用主从式架构,包含:

  • 时序控制引擎
  • I2C通信接口
  • 故障检测单元
  • 备份电源管理
  • 6路开漏输出驱动器

2.2 关键引脚功能

引脚名称功能描述
1NIRQ开漏中断输出(低电平有效)
3SYNC同步输入(低电平有效),与TPS389006-Q1配合使用
4ACT序列触发引脚(高电平启动上电序列)
5-6SCL/SDAI2C通信接口
19-24EN1-EN6序列控制输出
7-12GPO7-12通用输出引脚
18VBBAT备份电源输入(1.8-5.5V)

三、工作模式详解

3.1 电源序列控制

典型工作流程‌:

  1. 上电序列‌:
    • ACT引脚置高
    • 按预设时序依次激活ENx引脚
    • 每路电源稳定后通过SYNC信号触发下一路
  2. 下电序列‌:
    • ACT引脚置低
    • 按反向时序关闭ENx引脚
    • 通过SYNC信号确认每路电源关闭

时序参数‌:

  • 时间槽步进:125μs或500μs可选
  • 最大延迟:64ms(125μs步进)/25ms(500μs步进)
  • 复位延迟:0.1-128ms可编程

3.2 故障保护机制

  • 电压监控‌:与TPS389006-Q1配合实现实时电压监测
  • 热关断‌:165°C触发,25°C迟滞
  • 紧急下电‌:VDD低于UVLO时快速关断所有输出
  • 备份模式‌:VDD失效时由VBBAT维持关键功能

四、典型应用设计

4.1 汽车SOC电源序列管理

设计要点‌:

  1. 将EN1-EN6连接至各DC-DC转换器的使能端
  2. SYNC引脚连接TPS389006-Q1的监控输出

布局建议‌:

  • VDD引脚放置1μF去耦电容
  • ENx走线远离高频信号
  • SYNC信号线长度控制在5cm内

4.2 参数配置指南

寄存器关键位‌:

  • CTL_1(0x28) ‌:FORCE_INT(强制中断)
  • CTL_2(0x29) ‌:RST_DLY[3:0]
  • SEQ_CFG(0x30) ‌:SSTEP(时间步进选择)
  • PWR_ENx(0x33-0x38) ‌:PU[3:0]/PD[3:0]

五、设计注意事项

  1. 时序精度‌:
    • 内部时钟偏差±5%
    • 建议预留10%时序余量
  2. 热管理‌:
    • 结到环境热阻53.4°C/W
    • 满载时需保证TA<105°C
  3. I2C接口‌:
    • 支持标准/快速/快速+模式
    • 最大总线电容400pF
    • 建议使用10kΩ上拉电阻

六、选型指导

型号特点典型应用
TPS38700603SRGERQ1带SYNC功能,I2C地址0x3CADAS域控制器
TPS38700603NRGERQ1无监控模式,固定时序工业PLC模块
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