Texas Instruments TPS6593-Q汽车2.8V至5.5V电源管理IC (PMIC) 提供四个灵活的多相可配置降压稳压器（每相3.5A输出电流）和一个额外的降压稳压器（具有2A输出电流）。所有降压稳压器均可同步到内部2.2MHz或4.4MHz或外部1MHz、2MHz或4MHz时钟信号。可将集成扩频调制添加到同步降压开关时钟信号中，以提高EMC性能。该时钟信号也可通过GPIO输出引脚提供给外部器件。该器件设有四个低压差稳压器 (LDO)：三个具有500mA电流能力，可配置为负载开关，另一个具有300mA电流能力和低噪声性能。

数据手册：*附件：Texas Instruments TPS6593-Q1汽车2.8V至5.5V PMIC数据手册.pdf

非易失性存储器 (NVM) 用于控制默认配置和默认电源序列，例如GPIO配置和输出电压。NVM经过预编程，无需外部编程即可启动。大多数静态配置（存储在器件寄存器映射中）可通过I^2^C或SPI接口修改默认值，让器件的配置满足不同的系统要求。NVM包含位完整性错误检测功能 (CRC)，可在检测到错误时停止上电序列，防止系统在未知状态下启动。Texas Instruments TPS6593-Q1包括一个32kHz晶体振荡器，可为集成RTC模块生成精确的32kHz时钟。在主电源断电的情况下，备用电池管理通过超级电容或纽扣电池为实时时钟 (RTC) 模块和晶体振荡器供电。

特性

• 符合汽车应用标准
• 下列性能符合AEC-Q100标准：
  • 该器件的工作输入电源电压范围为3V至5.5V。
  • 器件温度1级（-40°C至125°C环境工作温度范围）
  • 器件人体模型 (HBM) 分类等级2
  • 器件CDM分类等级：C4A
• 符合功能安全标准
  • 开发用于功能安全应用
  • 产品发布时将提供文档，以协助ISO26262和IEC61508系统设计
  • 系统功能符合ASIL-D 和 SIL-3要求
  • 硬件完整性符合ASIL-B和SIL-2要求
  • 输入电源电压监控器
  • 所有输出电源轨上均设有欠压/过压监控器和过流监控器
  • 具有可选触发/问答 (Q&A) 模式的看门狗
  • 两个具有可选电平/PWM模式的错误信号监控器 (ESM)
  • 具有高温报警和热关断功能的温度监控
  • 内部配置寄存器和非易失性存储器 (NVM) 上的位完整性错误检测 (CRC)
• 低功耗
  • 2?A（典型值）关断电流
  • 7?A（典型值）仅备用供电模式
  • 20?A（典型值）低功耗待机模式
• 五个降压开关模式电源 (BUCK) 稳压器
  • 输出电压范围：0.3V至3.34V（5mV、10mV或20mV步进）
  • 一个具有4A电流，三个具有3.5A，一个具有2A输出电流能力
  • 针对四个降压稳压器的灵活多相能力：高达14A的输出电流（来自单轨）
  • 短路和过流保护
  • 用于限制浪涌电流的内部软启动
  • 开关频率：2.2MHz/4.4MHz
  • 能够与外部时钟输入同步
• 三个低压差 (LDO) 线性稳压器，带可配置旁路模式
  • 输出电压范围：0.6V至3.3V（线性调节模式下步进为50mV）
  • 旁路模式下输出电压范围：1.7V至3.3V
  • 500mA输出电流能力，具有短路和过流保护功能
• 一个低压差 (LDO) 线性稳压器，具有低噪声性能
  • 输出电压范围：1.2V至3.3V（25mV步进）
  • 300mA输出电流能力，具有短路和过流保护功能
• 非易失性存储器 (NVM) 中的可配置电源序列控制
  • 电源状态间可配置加电和断电序列
  • 数字输出信号可包含在电源序列中
  • 数字输入信号可用于触发电源序列转换
  • 可配置的安全相关错误处理
• 32kHz晶体振荡器，可选择输出缓冲的32kHz时钟输出
• 具有警报和定期唤醒机制的实时时钟 (RTC)
• 一个SPI或两个I^2^C控制接口，第二个I^2^C接口专门用于Q&A看门狗通信
• 封装选项
  • 8mm × 8mm 56引脚VQFNP封装，脚距为0.5mm

功能框图

TPS6593-Q1汽车级PMIC：功能特性与应用详解

一、产品概述

TPS6593-Q1是德州仪器(TI)推出的一款专为汽车应用设计的高集成度电源管理IC(PMIC)，符合AEC-Q100 Grade 1认证(-40°C至+125°C工作温度范围)。该器件采用8mm×8mm 56引脚VQFNP封装，集成了5个降压转换器(BUCK)和4个低压差线性稳压器(LDO)，为汽车信息娱乐系统、数字仪表盘、ADAS等安全关键应用提供完整的电源解决方案。

二、关键特性

1. 电源管理功能

• ?5个可配置BUCK稳压器?：
  • BUCK1-4支持多相配置(最高4相)，单相输出能力3.5A-4A，多相组合可达14A
  • BUCK5为单相2A输出
  • 输出电压范围0.3V-3.34V，支持5/10/20mV步进调节
  • 支持动态电压调节(DVS)和自适应电压调节(AVS)
• ?4个LDO稳压器?：
  • LDO1-3：500mA输出，0.6V-3.3V可调(50mV步进)，可配置为旁路模式
  • LDO4：300mA低噪声输出，1.2V-3.3V可调(25mV步进)

2. 安全与监控功能

• 符合ISO 26262和IEC 61508功能安全标准
• 输入/输出电压监控(OV/UV)
• 所有输出轨的过流和短路保护
• 热警告(130°C/140°C可选)和热关断(有序关断140°C/150°C，立即关断150°C/160°C)
• 内置CRC校验功能(配置寄存器和NVM)

3. 低功耗特性

• 典型关机电流：2μA
• 仅备份电源模式电流：7μA
• 低功耗待机模式电流：20μA

三、详细功能解析

1. 多相BUCK稳压器设计

TPS6593-Q1的BUCK1-4支持灵活的多相配置，可根据负载需求自动增减工作相位数，实现最佳效率。器件采用电流模式控制架构，支持：

• 2.2MHz/4.4MHz开关频率(可同步外部时钟)
• 可选扩频调制改善EMC性能
• 可配置的压摆率控制(0.3125mV/μs至33.3mV/μs)

?典型应用场景?：汽车SoC核心电源(多相配置)、DDR内存电源、外围I/O电源等。

2. 安全监控机制

器件集成了全面的保护功能：

• ?电压监控?：所有BUCK和LDO输出均具有独立的OV/UV监控，阈值可配置
• ?电流保护?：逐周期峰值电流限制和负电流限制
• ?热管理?：两级热关断机制确保器件安全
• ?看门狗?：支持触发模式和问答模式，监控MCU运行状态

3. 实时时钟(RTC)功能

集成32kHz晶体振荡器和RTC模块，支持：

• 完整的日历功能(年月日时分秒)
• 可配置的闹钟和定时器中断
• 备份电池管理(3V纽扣电池或超级电容)
• 时钟漂移补偿功能(精度可达±1/32768)

四、典型应用设计指南

1. 电源架构设计

典型汽车应用中的电源架构可分为：

1. ?常电供电部分?：由汽车电池直接供电，支持低功耗模式
2. ?点火开关控制部分?：受IGN开关控制，为信息娱乐等系统供电
3. ?备份电源部分?：保持RTC和关键配置数据

2. 布局建议

• 功率回路面积最小化，特别是BUCK稳压器的输入电容、电感和输出电容布局
• 使用独立的地平面分隔模拟和数字电路
• 高频开关节点远离敏感模拟信号

3. 设计检查清单

1. 输入电压范围确认(2.8V-5.5V)
2. 各电源轨的上电/下电时序验证
3. 热设计评估(基于最大功耗和环境温度)
4. 故障保护机制测试(OV/UV/OC/OT)
5. EMC测试方案制定

五、应用场景

TPS6593-Q1特别适用于以下汽车电子系统：

• ?车载信息娱乐系统?：为主处理器、内存、显示等提供多路电源
• ?数字仪表盘?：满足功能安全要求的电源架构
• ?ADAS域控制器?：支持高性能SoC的电源需求
• ?车身电子模块?：如照明控制、座椅控制等