發布日期：2022-04-20 點擊率：41
精度和可靠性是電機控制和高精度醫療設備等工業和消費類嵌入式應用的首要任務。在這些類型的系統中，任何故障都可能對系統造成致命影響，并可能導致公司損失數百萬美元。最常見的故障點是系統上的電源設備，最常見的故障原因是過熱、不受監控的電源軌。
避免這些故障的傳統方法是使用遠程負載點解決方案，該解決方案可能體積龐大并占用大量電路板空間。此外，在每個系統電源軌上實施電源監視器會增加系統成本。功率 IC 中的熱點通常位于電流流經的功率 FET 附近。一種更簡單且更具成本效益的方法是將功率 FET 從主功率 IC 中分離出來，這將產生更好的散熱效果，并使用電源良好信號實施主動監控來監控電源軌。
通過使用像 TPS650860 這樣的集成 PMIC，我們可以實現相同水平的可靠性，而無需支付高昂的價格來購買多個 IC。該設備的架構使我們能夠避免過熱問題，同時監控每個電源軌以確保系統安全。在每個電源軌上實施的電源良好信號可讓我們的系統免于欠壓鎖定和過壓觸發。我們可以對每個電源軌進行編程，以在非常嚴格的公差范圍內進行監控。
TPS650860設備是一種單芯片電源管理IC，設計用于多核處理器、FPGA和其他片上系統（SOC）。TPS650860提供5.6 V至21 V的輸入范圍，可實現廣泛的應用。該設備非常適合使用2S、3S或4S鋰離子電池組的NVDC和非NVDC電源結構。有關5-V輸入電源，請參閱應用部分。D-CAP2? 而DCS控制的高頻調壓器采用小電感器和電容器來實現小的解決方案尺寸。D-CAP2和DCS控制拓撲具有出色的瞬態響應性能，這對于具有快速負載切換的處理器核心和系統內存軌來說是非常好的。I2C接口允許通過嵌入式控制器（EC）或SoC進行簡單控制。PMIC采用一個8-mm×8-mm的單列VQFN封裝，帶有散熱墊，具有良好的散熱性能，便于電路板布線。
▲特征：
● 寬V-IN范圍從5.6 V到21 V
● 帶DCAP2的三個可變輸出電壓同步降壓控制器? 拓撲學
■使用具有可選電流限制的外部FET的可縮放輸出電流
■I2C DVS控制在10 mV步進中從0.41 V到1.67 V，或在25 mV步進中從1 V到3.575 V
● 采用DCS控制拓撲的三臺變輸出電壓同步降壓變換器
■電壓輸入范圍為4.5 V至5.5 V
■高達3 A的輸出電流
■I2C DVS在10 mV步進中控制從0.41 V到1.67 V，或在25 mV步進中控制從0.425 V到3.575 V
● 三個輸出電壓可調的LDO穩壓器
■LDOA1:l2C—輸出電流高達200 mA時，可選擇1.35 V至3.3 V的輸出電壓
■LDOA2和LDO A3:l2C—可選擇的輸出電壓范圍為0.7 V至1.5 V，輸出電流可達600 mA
● 用于DDR內存終止的VTT LDO
● 帶回轉率控制的三個負載開關
■輸出電流高達300 mA，壓降小于標稱輸入電壓的1.5%
■輸入電壓為18 V時，R-DSON<96 mΩ
● 5伏固定輸出電壓LDO（LD05）
■開關電源和LDOA1的門驅動器電源
■自動切換至外部5伏降壓電路，提高效率
● 通過工廠OTP編程實現內置的靈活性和可配置性
■六個GPI引腳可配置為啟用（CTL1至CTL6）或任何選定軌道的睡眠模式入口（CTL3和CTL6）
■四個GPO引腳可配置為任何選定軌道的電源
■漏極開路中斷輸出引腳
● l2C接口支持：
■標準模式（100 kHz）
■快速模式（400 kHz）
■快速模式Plus（1 MHz）
圖 1 顯示了 PMIC 與 FPGA 之間的連接。集成到器件中的三個降壓控制器需要外部功率 FET，它將任何熱點移出 PMIC。當 FPGA 全速運行時，移動熱點可以在惡劣環境中更好地散熱，并確保 PMIC 的可靠性。
圖 1：連接圖
除了將熱點從 PMIC 中轉換出來外，控制器架構還允許我們根據 FPGA 所需的功率來擴展系統大小；我們可以根據每個電源軌所需的電流選擇外部 FET。我們可以以這樣的方式設計系統，即每條軌道可以提供高達 10 秒的振幅，精度高達 +/- 3%。這反過來又減小了系統尺寸和成本。
憑借所有這些靈活性，我們可以通過簡單的 OTP 旋轉為多個 FPGA 供電，并優化解決方案以緩解熱問題。
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