Texas Instruments TPS65219/TPS65219-Q1集成式电源管理IC（PMIC）适用于Arm® Cortex-A53处理器和FPGA，旨在为便携式和固定应用中的各种SoC供电。该器件的环境温度范围为-40°C至+105°C，因此适合用于各种工业应用。该器件包括三个同步降压DC-DC转换器和四个线性稳压器。这些DC-DC转换器能够提供1个3.5A电流和2个2A电流。TPS65219/TPS65219-Q1集成式电源管理IC需要小型470nH电感器、4.7μF输入电容以及每电源轨30μF的最小输出电容（取决于配置）。

数据手册：*附件：Texas Instruments TPS65219，TPS65219-Q1集成PMIC数据手册.pdf

两个LDO在0.6V至3.4V的输出电压范围内支持400mA的输出电流。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。其他两个LDO在1.2V至3.3V的输出电压范围内支持300mA的输出电流。TPS65219/TPS65219-Q1器件也支持负载开关模式。^I2C^接口、I/O、GPIO和多功能引脚 (MFP) 让多种SoC可以无缝连接。TPS65219-Q1器件符合AEC-Q100标准，适用于汽车应用。

特性

• 3个高达2.3MHz的非固定开关频率的降压转换器
  • 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~~
• 4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）~~
• 所有三个降压转换器上的动态电压调节
• 低I Q /PFM、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+
• 设计为支持具有多达14个以上电源轨的系统（2个TPS65219，每个7个电源轨 + GPO控制的外部电源轨）
• 2个GPO、1个GPIO和3个多功能引脚
• EEPROM可编程性
• 4mm2^^ 或5mm2QFN-32^^ 封装选项

框图

TPS65219集成PMIC：工业应用中的高效电源管理解决方案

产品概述

TPS65219是一款高度集成的电源管理IC，具有以下核心特性：

• ‌多路高效电源输出‌：包含3个同步降压DC-DC转换器(1×3.5A + 2×2A)和4个线性稳压器(2×400mA + 2×300mA)
• ‌宽输入电压范围‌：2.5V至5.5V，兼容单节锂离子电池、两节原电池或稳压电源
• ‌工业级温度范围‌：-40°C至+105°C环境温度，结温可达125°C
• ‌动态电压调节‌：所有三个降压转换器支持动态电压缩放(DVFS)
• ‌可编程电源时序‌：支持用户自定义的上电/下电序列
• ‌I2C接口控制‌：支持标准、快速模式和快速模式+通信
• ‌多PMIC协同工作‌：设计支持14+轨系统(可通过多片TPS65219配置)

关键特性详解

1. 电源架构设计

TPS65219采用先进的电源架构设计，其功能框图包含：

• ‌降压转换器‌：
  • BUCK1：3.5A输出，支持0.6V-3.4V可调
  • BUCK2/BUCK3：2A输出，支持0.6V-3.4V可调
  • 开关频率高达2.3MHz，支持PFM/PWM模式自动切换
• ‌线性稳压器‌：
  • LDO1/LDO2：400mA，0.6V-3.4V可调，支持负载开关和旁路模式
  • LDO3/LDO4：300mA，1.2V-3.3V可调，支持负载开关模式

2. 动态电压与频率缩放(DVFS)

TPS65219支持全动态电压调节功能，特别适合需要动态功耗管理的工业应用：

• ‌降压转换器‌：输出电压可通过I2C实时调整(0.6V-1.4V范围支持25mV步进，1.4V-3.4V支持100mV步进)
• ‌LDO1/LDO2‌：支持运行中电压切换，适用于SD卡接口电压动态调整(3.3V↔1.8V)
• ‌快速响应‌：电压切换时间低至2.9-3.5mV/μs(上升)和0.45-0.61mV/μs(下降)

3. 电源管理与监控

• ‌全面的故障保护‌：
  • 输入过压/欠压保护(OVP/UVP)
  • 输出过流保护(OCP)
  • 短路保护(SCP)
  • 热关断保护(TSD)
• ‌实时监控‌：
  • 输出电压监测(UV/OV)
  • 四路温度传感器(WARM/HOT报警)
  • 中断输出(nINT)指示故障状态

4. 灵活的配置选项

• ‌ 非易失性存储器(NVM) ‌：存储默认配置，包括输出电压、上电序列等
• ‌ 多功能引脚(MFP) ‌：可配置为模式控制、待机控制、复位或电压选择功能
• ‌多PMIC同步‌：通过GPIO引脚实现多器件时序同步

工业应用场景

1. 工业人机界面(HMI)

TPS65219为工业HMI提供：

• 核心处理器供电(如AM62x的0.75V/0.85V VDD_CORE)
• 显示背光驱动
• 触摸控制器电源
• 接口保护(RS-232/485)

2. 可编程逻辑控制器(PLC)

典型配置包括：

• 主MCU电源轨(AM64x多核处理器)
• 隔离通信接口供电
• 模拟输入前端基准电压
• 现场总线收发器电源

3. 视频监控系统

优势特性：

• 支持DDR3L/DDR4内存供电(通过VSEL_DDR引脚配置)
• ISP芯片组多电压域供电
• 低噪声LDO为图像传感器提供清洁电源

4. 智能电表与数据集中器

关键价值：

• 宽输入电压范围适应多种现场电源条件
• 低静态电流延长电池备份时间
• 高精度电压调节保证计量精度

设计考量与最佳实践

1. 布局建议

• ‌功率回路‌：保持Buck转换器的PVIN、LX和PGND走线短而宽
• ‌接地策略‌：采用星型接地，分离功率地和信号地
• ‌去耦电容‌：每路电源输入/输出按推荐值放置陶瓷电容

2. 热管理

• ‌PCB散热‌：充分利用QFN封装的热焊盘，通过多个过孔连接至内部地层
• ‌负载分配‌：在多PMIC配置中均衡分配高电流负载

3. 时序配置

典型的上电序列配置示例：

1. 3.3V I/O电源(BUCK2)
2. 1.8V辅助电源(LDO4)
3. DDR内存电源(BUCK3)
4. 核心电压(BUCK1)
5. 释放nRSTOUT信号