ZHCT398C december   2022  – september 2023

 

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本应用简报详细介绍了使用两个 TPS6594-Q1 电源管理集成电路 (IC) 和六个 TPS62873-Q1 同步降压转换器为地平线机器人公司 Journey 5 (J5) 片上系统 (SoC) 电源轨设计电源时的设计注意事项。原始电源是电池。在 LM5143-Q1 输入和电池之间使用反向保护 LM74700-Q1 器件。此设计的电源输入是来自 LM5143-Q1 双路同步降压输出的 5V 总线。此设计中的所有元件均符合汽车标准。

TPS6594-Q1 IC 具有五个降压转换器。两个 TPS62873-Q1 降压转换器可堆叠，以便满足内核和电池保护单元 (BPU) 的高电流要求。此电源管理 IC (PMIC) 是可编程的非易失性存储器 (NVM)，这意味着已在 TI 生产线上将默认寄存器值设置为此平台所需的值，而无需客户进一步更改设置。此 OTP 旋转的完整可订购器件型号为适用于 PMIC-A 的 TPS6594C301RWERQ1 和适用于 PMIC-B 的 TPS6594C401RWERQ1，如方框图所示。

此电源设计展示了如何使用 TI PMIC 为 J5 所需的电源轨进行供电。设计人员可以根据涉及 SoC 型号、当前要求、使用外设等的实际用例定制和优化其电源需求。设计人员还可以使用 I2C 总线对此 PMIC 进行诊断测试和其他控制。

设计参数

表 1 展示了电源轨、负载要求、最大斜升速率和电源组。

表 1 设计参数
电源轨 电压 (V) 电流 (A) 最大斜升速率 (mV/μs) 电源组
VDD_CORE 0.8 24 < 18 5
VDD_BPU0 0.8 26.5 < 18 7
VDD_BPU1 0.8 26.5 < 18 7
VDDQ_DDR0 1.1 3.4 < 5 4
VDDQ_DDR1 1.1 3.4 < 5 4
VDD_DDR0 0.8 3.9 < 18 6
VDD_DDR1 0.8 3.9 < 18 6

表 2 展示了电源轨、负载要求、最大斜升速率和电源组。

表 2 数字电源
电源轨 电压 (V) 电流 (A)

最大斜升速率 (mV/μs)

 电源组

VDDIO_SD_1V8

1.8

3.8

< 18

1

VDDIO_SD_3V3

3.3

1.4

< 18

1
VDDIO_SD_SD1

3.3/1.8

 0.13 < 18

1
VDDQ_AO

0.8

0.55

< 18

2

表 3 展示了电源轨、负载要求、最大斜升速率和电源组。

表 3 模拟电源
电源轨 电压 (V) 电流 (A) 最大斜升速率 (mV/μs) 电源组
VAA_DDR_1V8 1.8 0.02 < 5 3
VPH_PCIE_1V8 1.8 0.07 < 180 3

VDDIO_PVT_1V8

1.8

0.01

< 18

3
VP_PCIE_0V8

0.8

0.14

< 80

5
VQPS_EFUSE_1V8

1.8

0.08

< 18

6
VPH_MIPI_1V8 1.8

0.06

 < 100

8
VPH_MIPI_0V8 0.8

0.15

 < 100

8

电源设计

图 1 展示了使用 TPS6594-Q1、TPS62873-Q1 和 LM5143-Q1 器件为 J5 SoC 电源轨供电的方框图。

主要特性：

  • J5 电源轨的电源时序由 PMIC TPS6594-Q1 控制
  • PGOOD 信号用作 SoC 的 nRESET 信号
  • 中断信号可用于故障检测
  • TPS6594-Q1 器件上的 3 个 GPIO 输出可用于控制 TPS62873-Q1 器件以进行电源时序控制
GUID-20221130-SS0I-RDMR-ZKTQ-SML63KC7LLFJ-low.svg图 1 J5 电源设计方框图

上电时序

图 2 展示了电源轨的示例上电时序和电源组相应信号。

GUID-20220915-SS0I-PFZS-XWJ6-SMCG3Q3KPD5P-low.png图 2 上电时序

下电时序

图 3 展示了电源轨的示例下电时序和电源组相应信号。

GUID-20220915-SS0I-ZPFQ-KBP2-JVCKVPP1X4ZW-low.png图 3 下电时序

原理图

图 4 展示了具有关键元件的 TPS6594-Q1 原理图。有关布局指南，请参阅相应的器件数据表和 EVM 用户指南。有关 LDO 输入和输出电容值，请参阅数据表建议。

GUID-20230601-SS0I-JHWC-K8SH-7LTZBTMXNZLK-low.svg图 4 TPS6594-Q1 原理图

图 5、图 6 和图 7 展示了具有关键元件的 TPS62873-Q1 原理图。有关布局指南，请参阅相应的器件数据表和 EVM 用户指南。

GUID-20221101-SS0I-PJV6-J19F-TPQXM8PFKD0W-low.svg图 5 VDD_BPU1 的 TPS62873-Q1 原理图
GUID-20221101-SS0I-4SM4-3SCF-7P76NSSQ2LFM-low.svg图 6 VDD_BPU0 的 TPS62873-Q1 原理图
GUID-20221101-SS0I-VTX8-SPT6-66Q3WRZMQH0J-low.svg图 7 VDD_CORE 的 TPS62873-Q1 原理图

总结

本应用简报中概述的设计使用了 TPS6594-Q1、TPS62873-Q1 和 LM5143-Q1 IC，可满足 Horizon Robotics Journey 5 SoC 的电源要求，同时保持良好的效率。由于外部元件数量很少，该设计非常紧凑。I2C 控制允许对 TPS6594-Q1 器件进行诊断测试和其他控制。