TPS65220 集成了三个降压转换器。Buck1 能够支持高达 3.5A 的负载电流，Buck2/Buck3 能够支持高达 2A 的负载电流。这些降压转换器的输入电压范围为 2.5V 至 5.5V，可以直接连接到系统电源或另一个降压转换器的输出。输出电压可在 0.6V 至 3.4V 的范围内进行编程：在 1.4V 以下为 25mV 阶跃，1.4V 和 3.4V 之间为 100mV 阶跃。

• 处于 ACTIVE 状态的降压转换器的开/关状态由 ENABLE_CTRL 寄存器中的相应 BUCKx_EN 位控制。
• STBY 状态下的降压转换器的开/关状态由 STBY_1_CONFIG 寄存器中的相应 BUCKx_STBY_EN 位控制。
• 在 INITIALIZE 状态下，无论位如何设置，降压转换器都会关闭。

• 转换器活动可由序列发生器或通过 I2C 通信控制。

• 固定频率模式
  • 通过设置 BUCKS_CONFIG 寄存器中的 BUCK_FF_ENABLE 位，可强制转换器进入固定频率模式以实现出色的 EMI 控制。如果启用了固定频率模式，稳压器还支持可选的展频。可通过设置 BUCKS_CONFIG 寄存器中的 BUCK_SS_ENABLE 位来启用展频。对于所有三个降压转换器，这两个设置都是全局设置。如果启用了固定频率模式，稳压器支持单独的异相开关：可以通过 BUCKS_CONFIG 寄存器中的 BUCKx_PHASE_CONFIG，相对于 BUCK1 的相位以 90° 间隔配置降压轨的相位关系。只有在禁用此稳压器时，才能更改这个位。
• 准固定频率模式
  • 无论负载电流如何，这些转换器都可以在强制 PWM 模式下运行，也可以进入脉冲频率调制 (PFM) 模式以实现低负载电流。该模式由 MODE/STBY 引脚或 MODE/RESET 引脚控制（如果其中任何一个引脚配置为“MODE”），或通过向 MFP_1_CONFIG 寄存器中的 MODE_I2C_CTRL 位发出 I2C 命令来控制（请参阅“PWM/PFM 和低功耗模式 (MODE/STBY)”以及“PWM/PFM 和复位 (MODE/RESET)”部分中的引脚配置和 I2C 命令）。
  • 在转换至 ACTIVE 状态或 INITIALIZE 状态期间，无论引脚状态如何，都会强制降压转换器进入 PWM 模式。仅当器件在完成序列且最后一个上电时隙到期时进入 ACTIVE 状态，才允许进入 PFM。
  • 如果是 DVFS 引起的输出电压变化，TPS65220 会暂时强制降压稳压器进入 PWM，直到电压变化完成。如果允许 PFM，则进入和退出 PFM 取决于负载电流。当电感电流达到 0A 时启动 PFM，这时负载电流约计算为：

  • I_LOAD = {[(V_{PVIN_Bx} - V_BUCKx) / L] × (V_BUCKx / V_{PVIN_Bx}) × (1 / f_SW)} / 2

• 这些转换器可以单独进一步配置为高带宽模式，以实现最优瞬态响应或更低的带宽，从而更大限度地减小输出滤波电容。该选择由 GENERAL_CONFIG 寄存器中的 BUCKx_BW_SEL 位完成，并且可用于固定频率和准固定频率这两种配置。仅当禁用此稳压器时，才能更改此位。请注意，高带宽使用案例对输出电容的要求更高！
• 如果 VSEL_SD/VSEL_DRR 通过 MFP_1_CONFIG 寄存器中的 VSEL_DDR_SD 位配置为“VSEL_DDR”，则可通过将 VSEL_SD/VSEL_DDR 引脚拉至高电平、低电平或将引脚保持悬空来控制 Buck3 的输出电压。这些设置支持 DDR3LV、DDR4 和 DDR4LV 电源电压，无需更改 EEPROM。

• 降压转换器具有有源放电功能。可以在 DISCHARGE_CONFIG 寄存器中为每个电源轨单独禁用放电功能。如果启用了放电，只要禁用电源轨，该器件就会将输出放电至地电位。
• 在（从 INITIALIZE 状态或 STBY 状态）进入 ACTIVE 状态的某个序列之前，无论放电配置如何，该器件都会使禁用的电源轨放电，以避免出现预偏置输出。
• 如果通过 I2C 命令启用了电源轨，则不会强制执行有源放电，但仅当输出电压低于 SCG 阈值时才会启用电源轨。
• 该寄存器不受 EEPROM 支持，并且在器件进入 OFF 状态时复位。
• 处于 INITIALIZE 状态（在复位期间或 I2C-OFF 请求期间）时，不会复位放电配置。注意：如果禁用放电功能，则可能违反断电序列。

所有降压转换器均支持动态电压频率调节 (DVFS)。在运行期间可以更改输出电压，以便在 0.6V 至 1.4V 的较低输出电压范围内优化 SoC 工作点的工作电压。通过写入 BUCK1_VOUT、BUCK2_VOUT 或 BUCK3_VOUT 寄存器可控制电压变化。在 DVFS 引起的电压转换期间，无论放电配置如何，有源放电功能都会暂时启用。

输出电容要求

• 对于固定频率、低带宽配置，需要最小 12µF 的电容，支持的最大总电容为 36µF
• 对于准固定频率、低带宽配置，需要最小 10µF 的电容、支持的最大总电容为 75µF
• 对于固定频率、高带宽配置，需要最小 48µF 的电容，支持的最大总电容为 144µF
• 对于准固定频率、高带宽配置，需要最小 30µF 的电容、支持的最大总电容为 220µF

降压故障处理

• TPS65220 会检测降压转换器输出上的欠压。对欠压检测的反应取决于 INT_MASK_BUCKS 中 BUCKx_UV 位和 MASK_EFFECT 位的配置。如果未屏蔽，器件会设置 INT_SOURCE 寄存器中的 INT_BUCK_1_2_IS_SET 或 INT_BUCK_3_IS_SET 位，以及 INT_BUCK_1_2 或 INT_BUCK_3 寄存器中的 BUCKx_UV 位。

  在电压转换（例如，当由 DVFS 引起的电压变化触发时）期间，该器件默认会将欠压检测消隐，并在电压转换完成时激活欠压检测。

  如果器件在（从 INITIALIZE 或 STBY 状态）进入 ACTIVE 状态的序列期间检测到欠压且 UV 未被屏蔽，则断电序列会在当前时隙结束时开始。

  如果器件在 ACTIVE 状态或 STBY 状态下检测到欠压且 UV 未被屏蔽，则断电序列会立即启动。OC 检测不可屏蔽。
  

• TPS65220 针对降压转换器输出提供逐周期电流限制。如果器件检测到过流持续 t_{DEGLITCH_OC_short} 或 t_{DEGLITCH_OC_long}（可通过 OC_DEGL_CONFIG 寄存器中的 EN_LONG_DEGL_FOR_OC_BUCKx 对每个电源轨分别配置；仅适用于上升沿），器件会在 INT_SOURCE 寄存器中设置 INT_BUCK_1_2_IS_SET 或 INT_BUCK_3_IS_SET 位，并在 INT_BUCK_1_2 或 INT_BUCK_3 寄存器中设置 BUCKx_OC 位（对于正过流）或 BUCKx_NEG_OC 位（对于负过流）。

  在电压转换（例如，当由 DVFS 引发电压变化触发时）期间，过流检测被消隐，仅在电压转换完成时激活。

  如果在（从 INITIALIZE 状态或 STBY 状态）进入 ACTIVE 状态的序列期间发生过流，器件会立即禁用受影响的电源轨并在当前时隙结束时启动断电序列。

  如果在 ACTIVE 状态或 STBY 状态下发生过流，器件会立即禁用受影响的电源轨并启动断电序列。

  OC 检测不可屏蔽，但抗尖峰脉冲时间是可配置的。强烈建议使用 t_{DEGLITCH_OC_short}。长时间过流可能会加剧老化或增大恢复时过冲。
  

• TPS65220 会检测降压输出上的接地短路 (SCG) 故障。对 SCG 事件检测的反应是在 INT_SOURCE 寄存器中设置 INT_BUCK_1_2_IS_SET 位或 INT_BUCK_3_IS_SET 位，以及在 INT_BUCK_1_2 或 INT_BUCK_3 寄存器中设置 BUCKx_SCG 位。受影响的电源轨立即被禁用。该器件会定序关闭所有输出并转换至 INITIALIZE 状态。

  SCG 检测不可屏蔽。

  如果启用了某个电源轨，器件最初会消隐 SCG 检测，以允许该电源轨斜升到 SCG 阈值以上。
  

• TPS65220 会检测降压输出上的残余电压 (RV) 故障。对 RV 事件检测的反应是在 INT_SOURCE 寄存器中设置 INT_RV_IS_SET 位以及在 INT_RV 寄存器中设置 BUCKx_RV 位。RV 检测不可屏蔽，但可以通过 INT_MASK_WARM 寄存器中的 MASK_INT_FOR_RV 为所有电源轨全局配置 nINT 反应。不管屏蔽与否，都会设置 BUCKx_RV 标志，仅当 nINT 置为有效时才会设置 INT_RV_IS_SET 位。故障反应时间和潜在的状态转换取决于检测到残余电压时的情况：
  • 如果器件在 INITIALIZE 状态下 ON 请求期间检测到残余电压，则会限制上电并保持在 INITIALIZE 状态。如果 RV 条件存在时间超过 4ms 至 5ms，器件会设置 BUCKx_RV 位。如果 RV 条件不再存在，器件会转换为 ACTIVE 状态。
  • 如果器件在上电、ACTIVE_TO_STANDBY 或 STANDBY_TO_ACTIVE 序列期间检测到残余电压，则序列会中止，器件会断电。
  • 如果在请求退出 STBY 状态期间，器件检测到在 STBY 状态期间被禁用的任何电源轨上的残余电压超过 80ms，器件会转换至 INITIALIZE 状态。如果该情况持续 4ms 至 5ms 但小于 80ms，则器件会设置 BUCKx_RV 位。
  • 如果器件在上电、ACTIVE_TO_STANDBY 或 STANDBY_TO_ACTIVE 序列期间检测到残余电压，则序列会中止，器件会断电。
  • 如果在 I2C 执行电源轨 EN 命令期间检测到残余电压，则会立即设置 BUCKx_RV 标志，但不会发生状态转换。
• 降压转换器有一个本地过热传感器。对温度警告的反应取决于 MASK_CONFIG 寄存器中相应 SENSOR_x_WARM_MASK 位以及 INT_MASK_BUCK 寄存器中 MASK_EFFECT 位的配置。如果传感器上的温度超过 T_{WARM_Rising} 且未被屏蔽，器件会在 INT_SOURCE 寄存器中设置 INT_SYSTEM_IS_SET 位并在 INT_SYSTEM 寄存器中设置 SENSOR_x_WARM 位。如果传感器检测到温度超过 T_{HOT_Rising}，则转换器功率耗散和结温将超出安全工作值。器件会立即将所有有效输出断电，并在 INT_SOURCE 寄存器中设置 INT_SYSTEM_IS_SET 位并在 INT_SYSTEM 寄存器中设置 SENSOR_x_HOT 位。一旦温度降至 T_{WARM_Falling} 阈值以下（或在 T_WARM 被屏蔽的情况下低于 T_{HOT_Falling} 阈值），TPS65220 便会自动恢复。_HOT 位保持设置状态并需要通过写入“1”来清零。HOT 检测不可屏蔽。