TPS65220 集成了三個降壓轉(zhuǎn)換器。Buck1 能夠支持高達 3.5A 的負(fù)載電流，Buck2/Buck3 能夠支持高達 2A 的負(fù)載電流。這些降壓轉(zhuǎn)換器的輸入電壓范圍為 2.5V 至 5.5V，可以直接連接到系統(tǒng)電源或另一個降壓轉(zhuǎn)換器的輸出。輸出電壓可在 0.6V 至 3.4V 的范圍內(nèi)進行編程：在 1.4V 以下為 25mV 階躍，1.4V 和 3.4V 之間為 100mV 階躍。

• 處于 ACTIVE 狀態(tài)的降壓轉(zhuǎn)換器的開/關(guān)狀態(tài)由 ENABLE_CTRL 寄存器中的相應(yīng) BUCKx_EN 位控制。
• STBY 狀態(tài)下的降壓轉(zhuǎn)換器的開/關(guān)狀態(tài)由 STBY_1_CONFIG 寄存器中的相應(yīng) BUCKx_STBY_EN 位控制。
• 在 INITIALIZE 狀態(tài)下，無論位如何設(shè)置，降壓轉(zhuǎn)換器都會關(guān)閉。

• 轉(zhuǎn)換器活動可由序列發(fā)生器或通過 I2C 通信控制。

• 固定頻率模式
  • 通過設(shè)置 BUCKS_CONFIG 寄存器中的 BUCK_FF_ENABLE 位，可強制轉(zhuǎn)換器進入固定頻率模式以實現(xiàn)出色的 EMI 控制。如果啟用了固定頻率模式，穩(wěn)壓器還支持可選的展頻?？赏ㄟ^設(shè)置 BUCKS_CONFIG 寄存器中的 BUCK_SS_ENABLE 位來啟用展頻。對于所有三個降壓轉(zhuǎn)換器，這兩個設(shè)置都是全局設(shè)置。如果啟用了固定頻率模式，穩(wěn)壓器支持單獨的異相開關(guān)：可以通過 BUCKS_CONFIG 寄存器中的 BUCKx_PHASE_CONFIG，相對于 BUCK1 的相位以 90° 間隔配置降壓軌的相位關(guān)系。只有在禁用此穩(wěn)壓器時，才能更改這個位。
• 準(zhǔn)固定頻率模式
  • 無論負(fù)載電流如何，這些轉(zhuǎn)換器都可以在強制 PWM 模式下運行，也可以進入脈沖頻率調(diào)制 (PFM) 模式以實現(xiàn)低負(fù)載電流。該模式由 MODE/STBY 引腳或 MODE/RESET 引腳控制（如果其中任何一個引腳配置為“MODE”），或通過向 MFP_1_CONFIG 寄存器中的 MODE_I2C_CTRL 位發(fā)出 I2C 命令來控制（請參閱“PWM/PFM 和低功耗模式 (MODE/STBY)”以及“PWM/PFM 和復(fù)位 (MODE/RESET)”部分中的引腳配置和 I2C 命令）。
  • 在轉(zhuǎn)換至 ACTIVE 狀態(tài)或 INITIALIZE 狀態(tài)期間，無論引腳狀態(tài)如何，都會強制降壓轉(zhuǎn)換器進入 PWM 模式。僅當(dāng)器件在完成序列且最后一個上電時隙到期時進入 ACTIVE 狀態(tài)，才允許進入 PFM。
  • 如果是 DVFS 引起的輸出電壓變化，TPS65220 會暫時強制降壓穩(wěn)壓器進入 PWM，直到電壓變化完成。如果允許 PFM，則進入和退出 PFM 取決于負(fù)載電流。當(dāng)電感電流達到 0A 時啟動 PFM，這時負(fù)載電流約計算為：

  • I_LOAD = {[(V_{PVIN_Bx} - V_BUCKx) / L] × (V_BUCKx / V_{PVIN_Bx}) × (1 / f_SW)} / 2

• 這些轉(zhuǎn)換器可以單獨進一步配置為高帶寬模式，以實現(xiàn)最優(yōu)瞬態(tài)響應(yīng)或更低的帶寬，從而更大限度地減小輸出濾波電容。該選擇由 GENERAL_CONFIG 寄存器中的 BUCKx_BW_SEL 位完成，并且可用于固定頻率和準(zhǔn)固定頻率這兩種配置。僅當(dāng)禁用此穩(wěn)壓器時，才能更改此位。請注意，高帶寬使用案例對輸出電容的要求更高！
• 如果 VSEL_SD/VSEL_DRR 通過 MFP_1_CONFIG 寄存器中的 VSEL_DDR_SD 位配置為“VSEL_DDR”，則可通過將 VSEL_SD/VSEL_DDR 引腳拉至高電平、低電平或?qū)⒁_保持懸空來控制 Buck3 的輸出電壓。這些設(shè)置支持 DDR3LV、DDR4 和 DDR4LV 電源電壓，無需更改 EEPROM。

• 降壓轉(zhuǎn)換器具有有源放電功能?？梢栽?DISCHARGE_CONFIG 寄存器中為每個電源軌單獨禁用放電功能。如果啟用了放電，只要禁用電源軌，該器件就會將輸出放電至地電位。
• 在（從 INITIALIZE 狀態(tài)或 STBY 狀態(tài)）進入 ACTIVE 狀態(tài)的某個序列之前，無論放電配置如何，該器件都會使禁用的電源軌放電，以避免出現(xiàn)預(yù)偏置輸出。
• 如果通過 I2C 命令啟用了電源軌，則不會強制執(zhí)行有源放電，但僅當(dāng)輸出電壓低于 SCG 閾值時才會啟用電源軌。
• 該寄存器不受 EEPROM 支持，并且在器件進入 OFF 狀態(tài)時復(fù)位。
• 處于 INITIALIZE 狀態(tài)（在復(fù)位期間或 I2C-OFF 請求期間）時，不會復(fù)位放電配置。注意：如果禁用放電功能，則可能違反斷電序列。

所有降壓轉(zhuǎn)換器均支持動態(tài)電壓頻率調(diào)節(jié) (DVFS)。在運行期間可以更改輸出電壓，以便在 0.6V 至 1.4V 的較低輸出電壓范圍內(nèi)優(yōu)化 SoC 工作點的工作電壓。通過寫入 BUCK1_VOUT、BUCK2_VOUT 或 BUCK3_VOUT 寄存器可控制電壓變化。在 DVFS 引起的電壓轉(zhuǎn)換期間，無論放電配置如何，有源放電功能都會暫時啟用。

輸出電容要求

• 對于固定頻率、低帶寬配置，需要最小 12μF 的電容，支持的最大總電容為 36μF
• 對于準(zhǔn)固定頻率、低帶寬配置，需要最小 10μF 的電容、支持的最大總電容為 75μF
• 對于固定頻率、高帶寬配置，需要最小 48μF 的電容，支持的最大總電容為 144μF
• 對于準(zhǔn)固定頻率、高帶寬配置，需要最小 30μF 的電容、支持的最大總電容為 220μF

降壓故障處理

• TPS65220 會檢測降壓轉(zhuǎn)換器輸出上的欠壓。對欠壓檢測的反應(yīng)取決于 INT_MASK_BUCKS 中 BUCKx_UV 位和 MASK_EFFECT 位的配置。如果未屏蔽，器件會設(shè)置 INT_SOURCE 寄存器中的 INT_BUCK_1_2_IS_SET 或 INT_BUCK_3_IS_SET 位，以及 INT_BUCK_1_2 或 INT_BUCK_3 寄存器中的 BUCKx_UV 位。

  在電壓轉(zhuǎn)換（例如，當(dāng)由 DVFS 引起的電壓變化觸發(fā)時）期間，該器件默認(rèn)會將欠壓檢測消隱，并在電壓轉(zhuǎn)換完成時激活欠壓檢測。

  如果器件在（從 INITIALIZE 或 STBY 狀態(tài)）進入 ACTIVE 狀態(tài)的序列期間檢測到欠壓且 UV 未被屏蔽，則斷電序列會在當(dāng)前時隙結(jié)束時開始。

  如果器件在 ACTIVE 狀態(tài)或 STBY 狀態(tài)下檢測到欠壓且 UV 未被屏蔽，則斷電序列會立即啟動。OC 檢測不可屏蔽。
  

• TPS65220 針對降壓轉(zhuǎn)換器輸出提供逐周期電流限制。如果器件檢測到過流持續(xù) t_{DEGLITCH_OC_short} 或 t_{DEGLITCH_OC_long}（可通過 OC_DEGL_CONFIG 寄存器中的 EN_LONG_DEGL_FOR_OC_BUCKx 對每個電源軌分別配置；僅適用于上升沿），器件會在 INT_SOURCE 寄存器中設(shè)置 INT_BUCK_1_2_IS_SET 或 INT_BUCK_3_IS_SET 位，并在 INT_BUCK_1_2 或 INT_BUCK_3 寄存器中設(shè)置 BUCKx_OC 位（對于正過流）或 BUCKx_NEG_OC 位（對于負(fù)過流）。

  在電壓轉(zhuǎn)換（例如，當(dāng)由 DVFS 引發(fā)電壓變化觸發(fā)時）期間，過流檢測被消隱，僅在電壓轉(zhuǎn)換完成時激活。

  如果在（從 INITIALIZE 狀態(tài)或 STBY 狀態(tài)）進入 ACTIVE 狀態(tài)的序列期間發(fā)生過流，器件會立即禁用受影響的電源軌并在當(dāng)前時隙結(jié)束時啟動斷電序列。

  如果在 ACTIVE 狀態(tài)或 STBY 狀態(tài)下發(fā)生過流，器件會立即禁用受影響的電源軌并啟動斷電序列。

  OC 檢測不可屏蔽，但抗尖峰脈沖時間是可配置的。強烈建議使用 t_{DEGLITCH_OC_short}。長時間過流可能會加劇老化或增大恢復(fù)時過沖。
  

• TPS65220 會檢測降壓輸出上的接地短路 (SCG) 故障。對 SCG 事件檢測的反應(yīng)是在 INT_SOURCE 寄存器中設(shè)置 INT_BUCK_1_2_IS_SET 位或 INT_BUCK_3_IS_SET 位，以及在 INT_BUCK_1_2 或 INT_BUCK_3 寄存器中設(shè)置 BUCKx_SCG 位。受影響的電源軌立即被禁用。該器件會定序關(guān)閉所有輸出并轉(zhuǎn)換至 INITIALIZE 狀態(tài)。

  SCG 檢測不可屏蔽。

  如果啟用了某個電源軌，器件最初會消隱 SCG 檢測，以允許該電源軌斜升到 SCG 閾值以上。
  

• TPS65220 會檢測降壓輸出上的殘余電壓 (RV) 故障。對 RV 事件檢測的反應(yīng)是在 INT_SOURCE 寄存器中設(shè)置 INT_RV_IS_SET 位以及在 INT_RV 寄存器中設(shè)置 BUCKx_RV 位。RV 檢測不可屏蔽，但可以通過 INT_MASK_WARM 寄存器中的 MASK_INT_FOR_RV 為所有電源軌全局配置 nINT 反應(yīng)。不管屏蔽與否，都會設(shè)置 BUCKx_RV 標(biāo)志，僅當(dāng) nINT 置為有效時才會設(shè)置 INT_RV_IS_SET 位。故障反應(yīng)時間和潛在的狀態(tài)轉(zhuǎn)換取決于檢測到殘余電壓時的情況：
  • 如果器件在 INITIALIZE 狀態(tài)下 ON 請求期間檢測到殘余電壓，則會限制上電并保持在 INITIALIZE 狀態(tài)。如果 RV 條件存在時間超過 4ms 至 5ms，器件會設(shè)置 BUCKx_RV 位。如果 RV 條件不再存在，器件會轉(zhuǎn)換為 ACTIVE 狀態(tài)。
  • 如果器件在上電、ACTIVE_TO_STANDBY 或 STANDBY_TO_ACTIVE 序列期間檢測到殘余電壓，則序列會中止，器件會斷電。
  • 如果在請求退出 STBY 狀態(tài)期間，器件檢測到在 STBY 狀態(tài)期間被禁用的任何電源軌上的殘余電壓超過 80ms，器件會轉(zhuǎn)換至 INITIALIZE 狀態(tài)。如果該情況持續(xù) 4ms 至 5ms 但小于 80ms，則器件會設(shè)置 BUCKx_RV 位。
  • 如果器件在上電、ACTIVE_TO_STANDBY 或 STANDBY_TO_ACTIVE 序列期間檢測到殘余電壓，則序列會中止，器件會斷電。
  • 如果在 I2C 執(zhí)行電源軌 EN 命令期間檢測到殘余電壓，則會立即設(shè)置 BUCKx_RV 標(biāo)志，但不會發(fā)生狀態(tài)轉(zhuǎn)換。
• 降壓轉(zhuǎn)換器有一個本地過熱傳感器。對溫度警告的反應(yīng)取決于 MASK_CONFIG 寄存器中相應(yīng) SENSOR_x_WARM_MASK 位以及 INT_MASK_BUCK 寄存器中 MASK_EFFECT 位的配置。如果傳感器上的溫度超過 T_{WARM_Rising} 且未被屏蔽，器件會在 INT_SOURCE 寄存器中設(shè)置 INT_SYSTEM_IS_SET 位并在 INT_SYSTEM 寄存器中設(shè)置 SENSOR_x_WARM 位。如果傳感器檢測到溫度超過 T_{HOT_Rising}，則轉(zhuǎn)換器功率耗散和結(jié)溫將超出安全工作值。器件會立即將所有有效輸出斷電，并在 INT_SOURCE 寄存器中設(shè)置 INT_SYSTEM_IS_SET 位并在 INT_SYSTEM 寄存器中設(shè)置 SENSOR_x_HOT 位。一旦溫度降至 T_{WARM_Falling} 閾值以下（或在 T_WARM 被屏蔽的情況下低于 T_{HOT_Falling} 閾值），TPS65220 便會自動恢復(fù)。_HOT 位保持設(shè)置狀態(tài)并需要通過寫入“1”來清零。HOT 檢測不可屏蔽。