TPS389C0XEVM多通道电压监控评估模块技术解析

描述

Texas Instruments TPS389C0XEVM监控器评估模块(EVM)是一款用于评估TPS389C0x器件的平台。TPS389C0x是一款集成式多通道过压和欠压监控器,具有Q&A看门狗和I^2^C可编程性,采用16引脚WQFN封装。TPS389C0XEVM可评估3通道TPS389C03-Q1多通道监控器。该器件默认采用预编程OTP选项,但可以通过I^2^C对其进行重新编程,从而实现不同的看门狗时序以及不同的阈值电压和容差百分比。该评估模块包含I^2^C接口插头、用于创建多个轨电压的LDO和为实现出色灵活性而专门布置在评估模块上的跳线。该评估模块旨在与Texas Instruments TPS389C0xQ1的其他型号搭配使用(最多6个通道)。

数据手册:*附件:Texas Instruments TPS389C0XEVM 监控器评估模块 (EVM)数据手册.pdf

特性

  • Q&A看门狗,用于监测SoC软件运行
    • 通过I^2^C实现可编程开/关看门狗计时
    • SoC启动初始化的启动延迟
    • WDO置为有效前的可编程最大违例计数(高达7)
    • 看门狗禁用引脚(WDE)
  • 监控最先进的SOC
    • 3通道,具有3个遥感引脚(TPS389C0300CRTERQ1)
    • 2.6 V 到 5.5 V 的输入电压范围
    • 高阈值精度:±5mV(-40°C至+125°C)
    • 内置ADC,可提供电压读数
  • 专为安全应用而设计
    • 错误信号监测(ESM)
    • 循环冗余校验(CRC)
    • 数据包错误检查(PEC)
    • 低电平有效开漏NIRQ、NRST和WDO输出

板布局

多通道

TPS389C0XEVM多通道电压监控评估模块技术解析

一、产品核心特性

TPS389C0XEVM是德州仪器(TI)推出的专为TPS389C03-Q1多通道电压监控器设计的评估模块,具备以下突出特性:

  • 高级监控功能‌:
    • 集成3通道电压监测(支持远程检测)
    • 输入电压范围2.6V至5.5V
    • 高精度阈值检测(±5mV全温度范围)
    • 内置ADC实现电压读数功能
  • 安全增强设计‌:
    • 问答式看门狗(Q&A Watchdog)用于监控SoC运行状态
    • 错误信号监测(ESM)功能
    • 循环冗余校验(CRC)和包错误检查(PEC)
    • 内置毛刺免疫和噪声滤波器
  • 灵活配置能力‌:
    • 通过I2C接口可编程设置阈值、看门狗时序等参数
    • 支持多达12个电源轨的编程控制
    • 开漏输出NIRQ/NRST/WDO引脚

二、硬件架构详解

1. 电源管理系统

关键电源接口‌:

  • VAUX(J1) ‌:辅助电源输入(3.3V)
  • VDD(J2) ‌:主电源输入(3.3V)
  • GND(J3) ‌:接地连接点

保护电路设计‌:

  • 集成TVS二极管阵列(SMCJ60CA-HRA)
  • 可配置输出钳位电路
  • 热关断保护机制

2. 监控通道配置

测试点功能‌:

测试点功能描述
MON1/WDE监控电压轨1或看门狗使能控制
MON2-MON6监控电压轨2-6
NIRQ中断请求输出监测
NRST复位信号输出监测

跳线配置示例‌:

  • J10-J17:I2C地址选择跳线
  • J22:I2C缓冲器使能控制
  • J35-J36:NRST引脚上拉配置

三、典型应用场景

1. 汽车电子系统

  • ADAS传感器电源监控
  • 车载信息娱乐系统电源管理
  • 车身控制模块(BCM)设计

2. 工业控制系统

  • PLC电源序列管理
  • 工业机器人电源监控
  • 电机驱动保护电路

3. 医疗设备

  • 医疗机器人电源管理
  • 生命维持设备冗余监控
  • 诊断设备电源系统

四、评估板使用指南

1. 快速启动步骤

  1. 连接3.3V电源至VAUX(J1)和VDD(J2)
  2. 确保跳线配置符合评估需求(参考手册表2-2)
  3. 连接TI USB2GPIO接口适配器至J18
  4. 安装Fusion Digital Power Designer GUI软件
  5. 通过GUI配置监控参数和阈值

2. 关键参数测量

  • 电压监控精度‌:使用内置ADC读数功能验证
  • 响应时间‌:通过示波器监测NIRQ信号响应
  • 看门狗时序‌:可编程设置1ms至1s范围

五、设计参考建议

1. PCB布局要点

  • 保持功率回路面积最小化(<1cm²)
  • 为敏感信号提供完整地平面
  • MONx走线远离高频噪声源

2. 系统集成建议

  • 多设备级联时注意SYNC信号完整性
  • 为NIRQ/NRST引脚添加适当上拉电阻
  • 监控高压轨时配置合适的分压电阻

3. 可靠性设计

  • 环境温度不超过125°C
  • 连续工作电流不超过规格限制
  • 定期执行CRC校验确保配置完整性

六、性能参数汇总

基于模块测试数据:

  • 工作电压范围‌:2.6V-5.5V
  • 静态电流‌:<50μA(待机模式)
  • 看门狗精度‌:±1%(全温度范围)
  • I2C通信速率‌:支持400kHz快速模式
  • 响应时间‌:<1μs(欠压检测)
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