TPS65381A-Q1 器件是一款多軌電源，旨在為安全相關(guān)應(yīng)用（例如汽車和工業(yè)市場(chǎng)中的應(yīng)用）中的微控制器 （MCU） 供電。該器件支持德州儀器 （TI） 的 Hercules? TMS570 MCU 和 C2000? MCU 系列，以及具有雙核鎖步 （LS） 或松散耦合架構(gòu) （LC） 的各種其他 MCU。

TPS65381A-Q1 器件集成了多個(gè)電源軌，為 MCU、控制器局域網(wǎng) （CAN） 或 FlexRay 以及外部傳感器供電。具有內(nèi)部 FET 的異步降壓開關(guān)模式電源轉(zhuǎn)換器將輸入電源（電池）電壓轉(zhuǎn)換為 6V 預(yù)穩(wěn)壓器輸出。該 6V 預(yù)穩(wěn)壓器為其他穩(wěn)壓器供電。該器件支持從 IGNITION 喚醒或從 CAN 收發(fā)器喚醒。

例如，帶有內(nèi)部 FET 的集成固定 5V 線性穩(wěn)壓器可用于 CAN 或 FlexRay 收發(fā)器電源。第二個(gè)線性穩(wěn)壓器也具有內(nèi)部 FET，可調(diào)節(jié)至可選的 5V 或 3.3V 輸出，例如，該輸出可用于 MCU I/O 電壓。
*附件：tps65381a-q1.pdf

TPS65381A-Q1 器件包括一個(gè)可調(diào)線性穩(wěn)壓控制器，需要一個(gè)外部 FET 和電阻分壓器，可調(diào)節(jié)至 0.8 V 至 3.3 V 之間的可調(diào)電壓，可用于 MCU 內(nèi)核電源。

集成傳感器電源可在跟蹤模式或可調(diào)輸出模式下運(yùn)行，并包括對(duì)地短路和電池短路保護(hù)。因此，該穩(wěn)壓器可以為模塊或電子控制單元 （ECU） 外部的傳感器供電。

集成的電荷泵為內(nèi)部穩(wěn)壓器提供過驅(qū)動(dòng)電壓。電荷泵還可用于電池反接保護(hù)電路，通過使用電荷泵輸出來控制外部 NMOS 晶體管。當(dāng)器件必須在盡可能低的電源電壓下運(yùn)行時(shí)，與傳統(tǒng)的反向電池阻斷二極管相比，該解決方案允許更低的最小電池電壓運(yùn)行。

該器件可監(jiān)視所有穩(wěn)壓器輸出的欠壓和過壓、電池電壓和內(nèi)部電源軌。第二個(gè)帶隙基準(zhǔn)獨(dú)立于主帶隙基準(zhǔn)，用于欠壓和過壓監(jiān)控，以避免未檢測(cè)到主帶隙基準(zhǔn)中的任何漂移。此外，還實(shí)施了穩(wěn)壓器電流限制和溫度保護(hù)。

TPS65381A-Q1 器件具有監(jiān)控和保護(hù)功能，包括：具有觸發(fā)和問答模式的看門狗、MCU 錯(cuò)誤信號(hào)監(jiān)控器、內(nèi)部振蕩器上的時(shí)鐘監(jiān)控、時(shí)鐘監(jiān)控器上的自檢、非易失性存儲(chǔ)器上的循環(huán)冗余校驗(yàn) （CRC）、允許 MCU 觀察設(shè)備內(nèi)部模擬和數(shù)字信號(hào)的診斷輸出引腳、 用于 MCU 的復(fù)位電路和輸出引腳，以及用于在檢測(cè)到的故障上禁用 safing-path 或外部功率級(jí)的使能驅(qū)動(dòng)輸出。內(nèi)置自檢 （BIST） 可在上電時(shí)自動(dòng)監(jiān)控器件功能。專用的 DIAGNOSTIC 狀態(tài)允許 MCU 檢查 TPS65381A-Q1 監(jiān)控和保護(hù)功能。

TPS65381A-Q1 器件采用 32 引腳 HTSSOP PowerPAD 封裝。

特性

• 適用于汽車應(yīng)用
• 符合 AEC-Q100 標(biāo)準(zhǔn)，結(jié)果如下：
  • 器件溫度 1 級(jí)：-40°C 至 +125°C 環(huán)境工作溫度
  • 器件 HBM ESD 分類等級(jí) H2
  • 器件 CDM ESD 分類等級(jí) C3B
• Multirail Power Supply 支持等
  • TI Hercules? TMS570、C2000? 和各種功能安全架構(gòu)微控制器
• 供應(yīng)軌
  • 輸入電壓范圍：
    • 5.8 V 至 36 V（CAN、I/O、MCU 內(nèi)核和傳感器電源穩(wěn)壓器正常工作）
    • 4.5 V 至 5.8 V（3.3 V I/O 和 MCU 內(nèi)核穩(wěn)壓器正常工作）
  • 具有內(nèi)部 FET 的 6V 異步開關(guān)模式預(yù)穩(wěn)壓器，輸出電流為 1.3A
  • 5V （CAN） 電源電壓、帶內(nèi)部 FET 的線性穩(wěn)壓器、300mA 輸出電流
  • 3.3V 或 5V （MCU I/O） 電壓、具有內(nèi)部 FET 的線性穩(wěn)壓器、300mA 輸出電流
  • 具有外部 FET 的 0.8V 至 3.3V 可調(diào)（MCU 內(nèi)核電壓）線性穩(wěn)壓器控制器
  • 3.3V 至 9.5V 可調(diào)傳感器電源：具有內(nèi)部 FET、100mA 輸出電流以及電源短路和接地短路保護(hù)的線性跟蹤穩(wěn)壓器
  • 電荷泵：通常比電池電壓高 12 V
• 電源和系統(tǒng)監(jiān)控
  • 對(duì)所有穩(wěn)壓器輸出、電池電壓和內(nèi)部電源進(jìn)行獨(dú)立的欠壓和過壓監(jiān)控
  • 用于穩(wěn)壓器參考和電壓監(jiān)控的獨(dú)立電壓參考。具有獨(dú)立帶隙基準(zhǔn)和獨(dú)立電源輸入引腳的電壓監(jiān)控電路
  • 對(duì)所有電壓監(jiān)控進(jìn)行自檢（上電期間和由外部 MCU 啟動(dòng)上電后自動(dòng)）
  • 所有電源均具有內(nèi)部 FET，具有電流限制和過熱關(guān)斷保護(hù)
• 微控制器 （MCU） 接口
  • 看門狗：觸發(fā)模式（OPEN/CLOSE 窗口）或問答模式
  • MCU 錯(cuò)誤信號(hào)監(jiān)控器，適用于鎖步雙核 MCU，包括 Hercules? TMS570、C2000? 和各種使用脈寬調(diào)制 （PWM） 誤差輸出的功能安全架構(gòu) MCU
  • 用于執(zhí)行設(shè)備自檢、診斷和外部互連檢查的 DIAGNOSTIC 狀態(tài)
  • SAFE 狀態(tài)，用于在檢測(cè)到錯(cuò)誤事件時(shí)保護(hù)和系統(tǒng)
  • 用于內(nèi)部振蕩器的 Clock Monitor
  • 模擬和數(shù)字關(guān)鍵電路的自檢，在每個(gè)器件通電時(shí)執(zhí)行，或由 MCU 在診斷狀態(tài)下激活
  • 非易失存儲(chǔ)器、器件和配置寄存器上的 CRC
  • MCU 的復(fù)位電路和輸出引腳
  • 診斷輸出引腳允許 MCU 通過多路復(fù)用器觀察設(shè)備的內(nèi)部模擬和數(shù)字信號(hào)
• 串行外設(shè)接口 （SPI）
  • 配置寄存器
  • Watchdog 問題與解答
  • 診斷狀態(tài)讀數(shù)
  • 符合 3.3V 和 5V 邏輯電平
• 使能驅(qū)動(dòng)輸出，用于在檢測(cè)到系統(tǒng)故障時(shí)禁用 Safing-Path 或外部功率級(jí)
• 通過 IGNITION 引腳或 CAN WAKEUP 引腳喚醒
• 封裝：32 引腳 HTSSOP PowerPAD? IC 封裝

參數(shù)

方框圖

1. 產(chǎn)品概述

• ?應(yīng)用?：適用于Hercules? TMS570、ADAS（高級(jí)駕駛輔助系統(tǒng)）、懸掛系統(tǒng)、鐵路等。
• ?功能?：監(jiān)控所有調(diào)節(jié)器輸出、電池電壓及內(nèi)部供電軌的欠壓和過壓。使用獨(dú)立的帶隙基準(zhǔn)進(jìn)行欠壓和過壓監(jiān)控，避免主帶隙基準(zhǔn)漂移未被檢測(cè)。

2. 封裝與尺寸

• ?封裝類型?：HTSSOP（32引腳）
• ?尺寸?：11.00mm × 6.20mm

3. 典型應(yīng)用

• ?電源軌?：包括VDD6（6V預(yù)調(diào)節(jié)器輸出）、VDD5（5V線性調(diào)節(jié)器）、VDD3/5（3.3V或5V線性調(diào)節(jié)器）、VDD1（0.8V至3.3V線性調(diào)節(jié)器）、VSOUT1（3.3V至9.5V線性調(diào)節(jié)器）。
• ?監(jiān)控與保護(hù)?：集成電壓監(jiān)控、過溫保護(hù)、電流限制等功能。

4. 引腳功能

• ?主要引腳?：
  • VBAT_SAFING：電池監(jiān)控輸入，用于VMON和BG2功能。
  • VCP、CP1、CP2：電荷泵相關(guān)引腳。
  • DIAG_OUT：診斷輸出引腳，連接至MCU ADC和數(shù)字IO。
  • SPI接口引腳：包括NCS、SDI、SDO、SCLK等，用于與MCU通信。
  • ERROR/WDI：MCU錯(cuò)誤信號(hào)輸入引腳，用于看門狗功能。
  • CANWU、IGN：CAN收發(fā)器和點(diǎn)火喚醒輸入引腳。
  • VSFB1、VSIN、VSOUT1：VSOUT1調(diào)節(jié)器反饋、輸入和輸出引腳。
  • VDD5、VDD3/5、VDDIO、VDD1：不同電壓軌的輸出引腳。

5. 電氣特性

• ?輸入電壓范圍?：VBATP和VBAT_SAFING為5.8V至34V。
• ?輸出電壓?：
  • VDD6：6V預(yù)調(diào)節(jié)器輸出。
  • VDD5：5V線性調(diào)節(jié)器輸出，精度±2%。
  • VDD3/5：可配置為3.3V或5V線性調(diào)節(jié)器輸出，精度±2%。
  • VDD1：0.8V至3.3V線性調(diào)節(jié)器輸出，通過外部電阻分壓器設(shè)置。
  • VSOUT1：3.3V至9.5V線性調(diào)節(jié)器輸出，可通過內(nèi)部或外部反饋設(shè)置。
• ?過溫保護(hù)?：各調(diào)節(jié)器具有過溫保護(hù)功能，過溫時(shí)關(guān)閉相應(yīng)調(diào)節(jié)器。
• ?電流限制?：各調(diào)節(jié)器具有電流限制功能，防止過流損壞。

6. 安全功能

• ? 電壓監(jiān)控（VMON） ?：監(jiān)控所有電源軌的欠壓和過壓，使用獨(dú)立的帶隙基準(zhǔn)。
• ? 內(nèi)置自測(cè)試（BIST） ?：包括模擬BIST（ABIST）和數(shù)字BIST（LBIST），用于診斷關(guān)鍵模擬和數(shù)字功能。
• ? 時(shí)鐘監(jiān)控（LCMON） ?：監(jiān)控外部時(shí)鐘信號(hào)，時(shí)鐘失效時(shí)進(jìn)入待機(jī)狀態(tài)。
• ?看門狗定時(shí)器?：支持觸發(fā)模式和問答（Q&A）模式，監(jiān)控MCU的狀態(tài)。
• ? MCU錯(cuò)誤信號(hào)監(jiān)控（MCU ESM） ?：監(jiān)控MCU的錯(cuò)誤信號(hào)，可選PWM模式或TMS570模式。

7. 通信接口

• ?SPI接口?：全雙工通信，支持命令讀寫，速度高達(dá)6Mbit/s。
• ?診斷MUX?：允許通過單個(gè)引腳（DIAG_OUT）訪問多個(gè)內(nèi)部信號(hào)，用于診斷和監(jiān)控。

8. 狀態(tài)機(jī)

• ?設(shè)備狀態(tài)?：包括待機(jī)狀態(tài)、重置狀態(tài)、診斷狀態(tài)、激活狀態(tài)和安全狀態(tài)。不同狀態(tài)間具有明確的轉(zhuǎn)換條件和優(yōu)先級(jí)。

9. 應(yīng)用考慮

• ?電容選擇?：需考慮電容的容值、電壓等級(jí)、溫度特性和壽命。
• ?保護(hù)電路?：VBATP和VBAT_SAFING引腳、IGN引腳等需反向保護(hù)和瞬態(tài)保護(hù)。
• ?布局布線?：注意PCB布局布線，減少寄生參數(shù)和干擾。

TPS65381A-Q1是一款高度集成的電源管理IC，適用于需要高可靠性和安全性的汽車和工業(yè)應(yīng)用。它提供了全面的電源軌監(jiān)控、保護(hù)和安全功能，通過SPI接口與MCU通信，易于集成和診斷。