ZHCSTA1 September   2023 TPS6521905-Q1

PRODUCTION DATA  

  1.   1
  2. 特性
  3. 应用
  4. 说明
  5. 修订历史记录
  6. 引脚配置和功能
  7. 规格
    1. 6.1  绝对最大额定值
    2. 6.2  ESD 等级
    3. 6.3  建议运行条件
    4. 6.4  热性能信息
    5. 6.5  系统控制阈值
    6. 6.6  BUCK1 转换器
    7. 6.7  BUCK2、BUCK3 转换器
    8. 6.8  通用 LDO(LDO1、LDO2)
    9. 6.9  General Purpose LDOs (LDO3, LDO4)
    10. 6.10 GPIO 和多功能引脚(EN/PB/VSENSE、nRSTOUT、nINT、GPO1、GPO2、GPIO、MODE/RESET、MODE/STBY、VSEL_SD/VSEL_DDR)
    11. 6.11 电压和温度监测器
    12. 6.12 I2C 接口
    13. 6.13 典型特性
  8. 详细说明
    1. 7.1 概述
    2. 7.2 功能方框图
    3. 7.3 特性说明
      1. 7.3.1  上电时序
      2. 7.3.2  断电时序
      3. 7.3.3  按钮和使能输入 (EN/PB/VSENSE)
      4. 7.3.4  复位到 SoC (nRSTOUT)
      5. 7.3.5  降压转换器(Buck1、Buck2 和 Buck3)
        1. 7.3.5.1 双随机展频 (DRSS)
      6. 7.3.6  线性稳压器(LDO1 至 LDO4)
      7. 7.3.7  中断引脚 (nINT)
      8. 7.3.8  PWM/PFM 和低功耗模式 (MODE/STBY)
      9. 7.3.9  PWM/PFM 和复位 (MODE/RESET)
      10. 7.3.10 电压选择引脚 (VSEL_SD/VSEL_DDR)
      11. 7.3.11 通用输入或输出(GPO1、GPO2 和 GPIO)
      12. 7.3.12 与 I2C 兼容的接口
        1. 7.3.12.1 数据有效性
        2. 7.3.12.2 启动和停止条件
        3. 7.3.12.3 传输数据
    4. 7.4 器件功能模式
      1. 7.4.1 运行模式
        1. 7.4.1.1 OFF 状态
        2. 7.4.1.2 INITIALIZE 状态
        3. 7.4.1.3 活动状态
        4. 7.4.1.4 STBY 状态
        5. 7.4.1.5 故障处理
    5. 7.5 多 PMIC 运行
    6. 7.6 NVM 编程
      1. 7.6.1 TPS6521905-Q1 默认 NVM 设置
      2. 7.6.2 初始化状态下的 NVM 编程
      3. 7.6.3 运行状态下的 NVM 编程
    7. 7.7 用户寄存器
    8. 7.8 器件寄存器
  9. 应用和实施
    1. 8.1 应用信息
    2. 8.2 典型应用
      1. 8.2.1 典型应用示例
      2. 8.2.2 设计要求
      3. 8.2.3 详细设计过程
        1. 8.2.3.1 Buck1、Buck2、Buck3 设计过程
        2. 8.2.3.2 LDO1、LDO2 设计过程
        3. 8.2.3.3 LDO3、LDO4 设计过程
        4. 8.2.3.4 VSYS、VDD1P8
        5. 8.2.3.5 数字信号设计过程
      4. 8.2.4 应用曲线
    3. 8.3 电源相关建议
    4. 8.4 布局
      1. 8.4.1 布局指南
      2. 8.4.2 布局示例
  10. 器件和文档支持
    1. 9.1 文档支持
      1. 9.1.1 相关文档
    2. 9.2 接收文档更新通知
    3. 9.3 支持资源
    4. 9.4 商标
    5. 9.5 静电放电警告
    6. 9.6 术语表
  11. 10机械、封装和可订购信息

封装选项

机械数据 (封装 | 引脚)
散热焊盘机械数据 (封装 | 引脚)
订购信息

多 PMIC 运行

GPIO(引脚 16)是输入/输出数字引脚,但仅在多 PMIC 配置中使用输入功能。在为单个 PMIC 配置时,此引脚用作 GPO(通用输出),而在为多个器件配置时,此引脚用作 GPIO(通用输入/输出)。可以在寄存器字段 MULTI_DEVICE_ENABLE(地址 0x1F)中进行此配置。当为“多器件”进行配置时,GPIO 可以同步多个 TPS65219 器件的上电和断电序列,适用于需要额外电源轨的应用。GPIO 引脚用于指示每个 PMIC 的状态,使它们始终处于相同的状态和相同的序列时隙。在每个序列时隙开始时,所有 TPS65219 PMIC 都将 GPIO 引脚驱动为低电平。序列时隙持续时间结束,且该时隙的所有电源轨都已达到 UV 阈值后,器件会释放 GPIO 引脚。两个器件都将 GPIO 引脚设置为高电平之后,它们一起进入下一个序列时隙。两个 PMIC 始终处于相同的上电或断电时隙,因此可以将每个 PMIC 的多个电源轨分配到相同的序列时隙。图 7-12 显示了两个 TPS65219 器件共享同一输入电源 (VSYS)、EN 引脚和 GPIO 以实现多 PMIC 运行的示例 PDN。

同步多个 TPS65219 PMIC 时的要求

  • 每个 PMIC 的 GPIO 必须连接在一起,共用同一个上拉电阻器。需要选择适当的上拉电阻值,以便满足 GPIO 线上的最大允许上升时间 tRISE_GPIO 和电容要求,从而实现同步。
  • EN/PB/VSENSE 引脚必须连接在一起,共用同一个外部 ON 请求。此引脚必须具有相同的配置(相同的引脚配置、抗尖峰脉冲、FSD)。
  • 所有 TPS65219 PMIC 必须共用同一个 VSYS 电源。
  • 如果每个 TPS65219 PMIC 连接到同一条 I2C 总线,则它们必须具有不同的 I2C 地址。第二个 PMIC 的 I2C 地址可以在寄存器字段 I2C_ADDRESS 中更改。更改地址之后,新值必须永久存储到 NVM 中。有关编程说明,请参阅“NVM 编程”。

GUID-20230626-SS0I-WXMB-D5B2-7GZVPSZVJW41-low.svg图 7-12 多 PMIC 配置示例
注:
  • PMIC 间的同步时间增加了上电和断电部分中所述的时隙持续时间超时:如果上电失败,则在多 PMIC 配置中,超时 tTIMEOUT_UV_SLOT 会延迟 3ms 至 4ms。如果由于放电故障而导致断电失败,则在多 PMIC 配置中,超时会延迟 20ms 至 26ms。
  • 在多 PMIC 配置中会忽略 GPIO_EN 和 GPIO_STBY_EN 位。

图 7-13 显示了在执行上电序列之前,处于 INITIALIZE 状态的两个 PMIC 之间的同步。处于 INITIALIZE 状态时,在接收到 ON 请求之前,器件会将 GPIO 保持为低电平。仅当收到 ON 请求时,才会释放 GPIO。驱动 ON 请求的外部信号必须连接到两个器件的 EN/PB/VSENSE 引脚。两个器件都处于 INITIALIZE 状态且这两个器件都收到 ON 请求后,PMIC 就会继续执行上电序列。即使两个器件具有不同的内部启动时间,这项技术也能确保两个器件同时启动上电序列。

GUID-20230626-SS0I-LHZX-SQMH-WN5LBV40LRNS-low.svg图 7-13 上电前同步

图 7-14 显示了上电序列期间两个 PMIC 之间的同步。两个 PMIC 之间连接了一个开漏 GPIO,用作指示器,指明器件的序列时隙已完成。在每个序列时隙的开头,两个 PMIC 都会下拉此 GPIO。器件时隙计时器到期且该时隙的所有电源轨都达到 UV 阈值后,GPIO 释放为高电平。当两个 PMIC 都释放了 GPIO 时,组合 GPIO 变为高电平。两个器件都将 GPIO 引脚设置为高电平之后,两个 PMIC 会进入下一个序列时隙。两个 PMIC 总是同时处于相同的序列时隙中。

GUID-20230626-SS0I-LZ1X-MSDG-BC93XMPHZPH3-low.svg图 7-14 上电序列期间的同步

图 7-15 显示了从运行模式切换到待机模式时两个 PMIC 之间的同步情况。在运行或待机模式下,GPIO 默认状态为高电平。当器件想要更改状态时,它会在特定的低电平持续时间内将 GPIO 设置为低电平。低电平持续时间决定了请求的类型。对于 STANDBY/ACTIVE 请求,GPIO 设置为低电平大约 38µs - 52µs,对于 OFF 请求,设置为大约 180µs- 243µs。通过选择合适的时间,考虑到时钟变化和相邻请求之间的时间间隔,确保器件始终看到相同的状态转换。当 GPIO 为低电平时,器件会计算它保持低电平的时间。在 GPIO 上升沿,器件根据低电平持续时间开始状态转换。如果 GPIO 保持低电平的时间超过超时持续时间,则表示 GPIO 发生故障,器件转换为 INITIALIZE 状态。

GUID-20230626-SS0I-N1F1-BQBV-WHXQNKPSFRBK-low.svg图 7-15 转换到待机/OFF 请求/冷复位前同步

图 7-16 显示了断电序列期间两个 PMIC 之间的同步。断电序列以类似的方式运行。如果为电源轨启用了有源放电,则序列时隙会延长,直至电源轨放电至低于 SCG 阈值,除非发生时隙超时或设置寄存器字段 BYPASS_RAILS_DISCHA RGED_CHECK。如果对当前时隙中的所有电源轨禁用放电,则实际时隙时间仅基于所选时隙持续时间。时隙持续时间结束且具有有源放电功能的电源轨放电后,器件会将 GPIO 设置为高电平。所有器件将 GPIO 始终为高电平之后,它们就会进入下一个断电步骤。

GUID-20230626-SS0I-WNZW-89VJ-37ZDTL4LLDNS-low.svg图 7-16 断电序列期间的同步

图 7-17 显示了两个 PMIC 之间的超时同步。如果输出电源轨发生故障,则不会释放 GPIO。超时后,器件进入“超时同步”状态,并等待 3ms,然后再将 GPIO 设置为高电平。组合 GPIO 变为高电平之后,两个器件开始执行断电序列。例如:如果 PMIC A 的 BUCK1 短路至 GND,则在时隙持续时间结束后,稳压器不会达到 UV,并且不会释放 GPIO。如果时隙 1 持续时间为 10ms,且 PMIC A 速度快 10%,则只需 9ms 就会超时。超时后,器件进入超时同步状态,此时 GPIO 在 3ms 后设置为高电平。PMIC B 电源轨正常斜升,但由于 BUCK1 上出现故障,最初不会检测到 PMIC A 的 GPIO 上出现高电平状态。PMIC B 也会进入超时同步状态,并在 3ms 后将 GPIO 设置为高电平。在 PMIC B 超时同步后,组合 GPIO 为高电平且两个 PMIC 开始一起断电。

GUID-20230626-SS0I-BNKQ-WN64-GTJCPRJFR1ZX-low.svg图 7-17 超时同步