集成電源管理 IC 如何簡(jiǎn)化您的信息娛樂(lè)或 ADAS 系統(tǒng)

隨著信息娛樂(lè)和高級(jí)駕駛輔助系統(tǒng) (ADAS) 的進(jìn)步，半自動(dòng)和自動(dòng)駕駛的發(fā)展和擴(kuò)展正在迅速接近。借助高清視頻、控制衛(wèi)星和無(wú)線廣播、GPS 和移動(dòng)設(shè)備連接以及備用攝像頭，曾經(jīng)只為高端汽車(chē)保留的系統(tǒng)正變得越來(lái)越普遍。

然而，這種表演并不是免費(fèi)的。隨著性能和處理要求的提高，無(wú)論系統(tǒng)是基于 TI 的“ Jacinto 6 ”還是基于 TDAx SoC系列，片上系統(tǒng) (SoC) 的電源要求也隨之增加，無(wú)論是在電源軌數(shù)量還是電流要求方面。管理這些增加的電源要求的一種方法是使用集成電源管理 IC (PMIC)。

在這些系統(tǒng)中，低壓PMIC由預(yù)調(diào)節(jié)的 3.3V 或 5V 輸入供電。它具有為系統(tǒng)所需的低壓電源軌供電的所有電源軌：處理器內(nèi)核、圖形內(nèi)核、DDR 內(nèi)存、I/O 設(shè)備，以及鎖相環(huán) (PLL) 和物理層等模擬電源設(shè)備。使用一個(gè) IC 代替多個(gè) IC 為所有這些電源軌供電，使原理圖設(shè)計(jì)和布局變得更簡(jiǎn)單。

為了進(jìn)一步簡(jiǎn)化系統(tǒng)解決方案，采用TPS659039-Q1等低壓 PMIC不僅集成了電源調(diào)節(jié)功能。由于 SoC 有許多電源，它們通常具有必須滿足的上電和斷電排序要求，以保證 SoC 的可靠性。這種低壓 PMIC 沒(méi)有使用外部微控制器對(duì)電源軌進(jìn)行排序，而是在其一次性可編程 (OTP) 存儲(chǔ)器中將硬件控制的排序編程到設(shè)備中。OTP 不僅包含電源序列信息，還包含啟動(dòng)電壓和其他默認(rèn)狀態(tài)。由于不同的 SoC 具有不同的電源電壓和時(shí)序要求，相同的低壓 PMIC 可以與不同的 OTP 編程一起使用，以支持信息娛樂(lè)和 ADAS 系統(tǒng)中使用的各種 SoC。

TPS659038-Q1和TPS659039-Q1設(shè)備是用于汽車(chē)應(yīng)用的集成電源管理集成電路(PMIC)。該設(shè)備為存儲(chǔ)器、處理器內(nèi)核、輸入輸出(I/O)或LDO預(yù)調(diào)節(jié)提供七個(gè)可配置降壓轉(zhuǎn)換器，輸出電流高達(dá)6 A。其中一個(gè)可配置降壓轉(zhuǎn)換器可與另一個(gè)3-A調(diào)節(jié)器組合，以允許高達(dá)9 A的輸出電流。所有降壓轉(zhuǎn)換器都可以與1.7 Mhz和2.7 Mhz之間的外部時(shí)鐘源同步，或與2.2 Mhz的內(nèi)部回退時(shí)鐘同步。TPS659038-Q1設(shè)備包含11個(gè)LDO調(diào)節(jié)器，而TPS659039-Q1設(shè)備包含六個(gè)外部使用的LDO調(diào)節(jié)器。

這些LDO調(diào)節(jié)器可以由系統(tǒng)電源或預(yù)調(diào)節(jié)電源供電。通電和斷電控制器可配置，并支持任何通電和斷電順序(基于OTP)。TPS659038-Q1和TPS659039-Q1設(shè)備包括一個(gè)32 kHz RC振蕩器，用于在通電和斷電期間對(duì)所有資源進(jìn)行排序。在需要快速啟動(dòng)的情況下，還包括16 MHz晶體振蕩器，以快速為系統(tǒng)生成穩(wěn)定的32 kHz。所有LDO和SMPS轉(zhuǎn)換器均可通過(guò)SPI或l2C接口或電源請(qǐng)求信號(hào)進(jìn)行控制。此外，電壓縮放寄存器允許通過(guò)SPI、I2C或屋頂和地板控制將開(kāi)關(guān)電源轉(zhuǎn)換為不同的電壓。每個(gè)封裝中的一個(gè)專用管腳可以配置為通電順序的一部分，以控制外部資源。通用輸入輸出(GPIO)功能可用，兩個(gè)GPIO可以配置為通電順序的一部分，以控制外部資源。電源請(qǐng)求信號(hào)啟用電源模式控制，以實(shí)現(xiàn)電源優(yōu)化。該設(shè)備包括一個(gè)具有三個(gè)外部輸入通道的通用(GP)sigma-delta模數(shù)轉(zhuǎn)換器(ADC)。TPS659038-Q1和TPS659039-Q1設(shè)備采用13球x 13球nFBGA封裝，間距為0.8毫米。

此外，汽車(chē)環(huán)境對(duì)電磁干擾 (EMI) 有嚴(yán)格的要求，其中最常見(jiàn)的是 CISPR25 標(biāo)準(zhǔn)。為了降低集成在一個(gè)設(shè)備中的多個(gè)開(kāi)關(guān)模式電源 SMPS 的 EMI，所有 SMPS 都同步在一起，因此它們都使用相同的開(kāi)關(guān)時(shí)鐘。默認(rèn)開(kāi)關(guān)頻率為 2.2MHz，可將發(fā)射保持在 AM 波段之外，同時(shí)保持較小的電感器尺寸以節(jié)省電路板空間。該開(kāi)關(guān)時(shí)鐘可以是 PMIC 的輸入，也可以是 PMIC 的輸出，以便在同一系統(tǒng)上的不同 IC 上同步所有 SMPS。這不僅會(huì)降低 PMIC 本身的 EMI 輻射，還會(huì)降低整個(gè)系統(tǒng)的 EMI 輻射。