集成电源管理 IC 如何简化您的信息娱乐或 ADAS 系统

随着信息娱乐和高级驾驶辅助系统 (ADAS) 的进步，半自动和自动驾驶的发展和扩展正在迅速接近。借助高清视频、控制卫星和无线广播、GPS 和移动设备连接以及备用摄像头，曾经只为高端汽车保留的系统正变得越来越普遍。

然而，这种表演并不是免费的。随着性能和处理要求的提高，无论系统是基于 TI 的“ Jacinto 6 ”还是基于 TDAx SoC系列，片上系统 (SoC) 的电源要求也随之增加，无论是在电源轨数量还是电流要求方面。管理这些增加的电源要求的一种方法是使用集成电源管理 IC (PMIC)。

在这些系统中，低压PMIC由预调节的 3.3V 或 5V 输入供电。它具有为系统所需的低压电源轨供电的所有电源轨：处理器内核、图形内核、DDR 内存、I/O 设备，以及锁相环 (PLL) 和物理层等模拟电源设备。使用一个 IC 代替多个 IC 为所有这些电源轨供电，使原理图设计和布局变得更简单。

为了进一步简化系统解决方案，采用TPS659039-Q1等低压 PMIC不仅集成了电源调节功能。由于 SoC 有许多电源，它们通常具有必须满足的上电和断电排序要求，以保证 SoC 的可靠性。这种低压 PMIC 没有使用外部微控制器对电源轨进行排序，而是在其一次性可编程 (OTP) 存储器中将硬件控制的排序编程到设备中。OTP 不仅包含电源序列信息，还包含启动电压和其他默认状态。由于不同的 SoC 具有不同的电源电压和时序要求，相同的低压 PMIC 可以与不同的 OTP 编程一起使用，以支持信息娱乐和 ADAS 系统中使用的各种 SoC。

TPS659038-Q1和TPS659039-Q1设备是用于汽车应用的集成电源管理集成电路(PMIC)。该设备为存储器、处理器内核、输入输出(I/O)或LDO预调节提供七个可配置降压转换器，输出电流高达6 A。其中一个可配置降压转换器可与另一个3-A调节器组合，以允许高达9 A的输出电流。所有降压转换器都可以与1.7 Mhz和2.7 Mhz之间的外部时钟源同步，或与2.2 Mhz的内部回退时钟同步。TPS659038-Q1设备包含11个LDO调节器，而TPS659039-Q1设备包含六个外部使用的LDO调节器。

这些LDO调节器可以由系统电源或预调节电源供电。通电和断电控制器可配置，并支持任何通电和断电顺序(基于OTP)。TPS659038-Q1和TPS659039-Q1设备包括一个32 kHz RC振荡器，用于在通电和断电期间对所有资源进行排序。在需要快速启动的情况下，还包括16 MHz晶体振荡器，以快速为系统生成稳定的32 kHz。所有LDO和SMPS转换器均可通过SPI或l²C接口或电源请求信号进行控制。此外，电压缩放寄存器允许通过SPI、I²C或屋顶和地板控制将开关电源转换为不同的电压。每个封装中的一个专用管脚可以配置为通电顺序的一部分，以控制外部资源。通用输入输出(GPIO)功能可用，两个GPIO可以配置为通电顺序的一部分，以控制外部资源。电源请求信号启用电源模式控制，以实现电源优化。该设备包括一个具有三个外部输入通道的通用(GP)sigma-delta模数转换器(ADC)。TPS659038-Q1和TPS659039-Q1设备采用13球x 13球nFBGA封装，间距为0.8毫米。

此外，汽车环境对电磁干扰 (EMI) 有严格的要求，其中最常见的是 CISPR25 标准。为了降低集成在一个设备中的多个开关模式电源 SMPS 的 EMI，所有 SMPS 都同步在一起，因此它们都使用相同的开关时钟。默认开关频率为 2.2MHz，可将发射保持在 AM 波段之外，同时保持较小的电感器尺寸以节省电路板空间。该开关时钟可以是 PMIC 的输入，也可以是 PMIC 的输出，以便在同一系统上的不同 IC 上同步所有 SMPS。这不仅会降低 PMIC 本身的 EMI 辐射，还会降低整个系统的 EMI 辐射。