ZHCABO0 February 2022 TPS1HC100-Q1
表 3-1 描述了用于构建 TPS1HC100 配电板的集成电路，并简要介绍了它们的用途。
| 器件型号 | 数量 | 用途 |
|---|---|---|
| TPS1HC100-Q1 | 8 | 用于 2A 最大负载的高侧开关，每个 |
| TPL0102 | 8 | 为每个 TPS1HC100-Q1 设置唯一的 RSNS、RILIM |
| TCA9539-Q1 | 1 | IO 扩展，控制每个 TPS1HC100-Q1 的 DIA_EN、LATCH |
| TPS629210-Q1 | 1 | 将电池电压转换为 3.3V 系统 VDD |
TP1HC100 配电模块由 4-2oz 铜层构成，具有 FR4 内核和 PP-006 半固化片。选择 2oz 铜以减少电源路径（VBB 和 GND）中的电流拥挤效应。GND 被构造为内部平面层，以便于布线和电流分配，而 VBB 在顶层和底层被布线为多边形以最大限度地减小路径阻抗。GND 和 VBB 信号都利用过孔拼接来缓解层更改期间的瓶颈。另一个内层专门用作 VDD 的平面，以减轻布线限制。最后，顶层主要是一个低电流信号层，用于将 IO 信号从 CC2652R7 LaunchPad 扇出到外围 IC。随着顶层空间变得有限，额外的低功耗信号通路被移至 VDD 平面和底层。IC_GND 以多边形覆铜的形式在顶层布线，以提供热质量来散发每个 TPS1HC100 器件产生的热量。
配电模块上共有 18 个集成电路。8-TPS1HC100-Q1 用于驱动 8 个负载，每个负载具有高达 2A 的直流电流。每个 TPS1HC100-Q1 都与一个支持 TPL0102 2CH I2C 的数字电位器配对。8 个 TPL0102 中的每一个都用于设置 RSNS 和 RILIM，以代替分立式电阻。这样就可以在给定通道需要新负载的情况下使用软件可控电阻。RSNS 和 RILIM 可以在软件中调整大小以更适合所应用的任何负载。TPL0102 有 3 个地址引脚，以避免 I2C 总线上的地址冲突。放置了一个 TCA9539-Q1 I2C-GPIO 扩展器以在 CC2652R7Launchpad 和每个 TPS1HC100-Q1 之间提供额外的数字 IO。TCA9539-Q1 通过 I2C 总线进行通信以设置或读取其 16 个 IO 引脚中的任何一个。在这种情况下，所有 IO 引脚都设置为输出，以控制每个通道的 DIAG_EN 和 LATCH 引脚。这些引脚通常没有严格的时序要求，因此发送 I2C 事务的时间不会显著影响系统性能。相比之下，EN 引脚直接连接到 LaunchPad，以实现更精确的时序/PWM 控制。
最后，使用 TPS629210-Q1 1A 可调节 VOUT 降压转换器为 TCA9539-Q1、8-TPL0102 和 CC2652R7 LaunchPad 提供 3.3V 电压。在线性稳压器上选择了降压转换器，以降低电压转换中的损耗。例如，系统的空闲电流消耗为 30mA。假设 TPS629210-Q1 的效率为 90%，PLOSS = PIN-POUT = PIN-0.9*PIN ... PLOSS = 0.1*PIN = 0.1*(12V*0.03A) = 36mW。将此结果与 LDO 进行对比，其中功率可近似为 PLOSS = (VIN-VOUT)*IIN = (12V-3.3V)*.03A = 261mW。
TPS1HC100-Q1 直接由汽车电池/直流电源供电。所有其他 IC 和启动板通过 TPS269210-Q1 3.3V 输出接收电力。该输出电平还决定了系统中的逻辑电平和 FLT 电压电平。TI LaunchPad 配有 2 组 100mil 接头。TPS1HC100 配电模块上放置了一组相匹配的接头，以为发送给/来自每块板的所有信号创建一个干净的接口。每个 TPS1HC100-Q1 和 CC2652R7 LaunchPad 之间必须传递五个信号 – EN、DIAG_EN、LATCH、FLT 和 SNS。各信号之间的接口如下：
EN 和 FLT 直接连接到 LaunchPad，因为这些信号对时间要求极为严格。例如，用户可能希望使用脉冲宽度调制的 EN 信号来控制其负载，这在 I2C 总线上无法实现。此外，FLT 可用于触发中断。使用 uC 上的数字边缘而不是 I2C 事务进行检测速度会更快。最后，将 SNS 连接到 ADC 输入，因为它是模拟信号