安全関連アプリケーションのマイコン用TPS65381A-Q1マルチレール電源

1.1 特長

• 車載アプリケーションに認定済み
• 下記内容でAEC-Q100認定済み
  • デバイス温度グレード 1: 動作時周囲温度　　　　　　　–40℃～+125°C
  • デバイスHBM ESD分類レベルH2
  • デバイスCDM ESD分類レベルC3B
• マルチレール電源でのサポート
  • TI Hercules™TMS570, C2000™および各種の機能的安全性アーキテクチャ・マイコン
• 電源レール
  • 入力電圧範囲：
    • 5.8V～36V (CAN、I/O、MCUコア、センサ電源レギュレータ用)
    • 4.5V～5.8V (3.3V I/OおよびMCUコア・レギュレータ用)
  • 内部FET付き6V非同期スイッチ・モード・プリレギュレータ、1.3A出力電流
  • 5V (CAN)電源電圧、FET内蔵リニア・レギュレータ、300mA出力電流
  • 3.3または 5Vの(MCU I/O)電圧、FET内蔵リニア・レギュレータ、300mA出力電流
  • 0.8V～3.3V可変(MCUコア電圧)、リニア・レギュレータ・コントローラ、外部FET
  • 3.3V～ 9.5V可変センサ電源：内部FET付きリニア・トラッキング・レギュレータ、100mA出力電流、電源およびグランドへの短絡に対する保護
  • 通常バッテリ電圧を12V上回るチャージ・ポンプ
• 電源およびシステム監視
  • すべてのレギュレータ出力、バッテリ電圧、および内部電源に対する独立した低電圧/過電圧監視
  • レギュレータ・リファレンスおよび電圧監視回路に対して独立した電圧リファレンスを提供。独立バンドギャップ・リファレンスおよび個別電源入力ピンを備えた電圧監視回路
  • すべての電圧監視機能に対するセルフチェック機能（パワーアップ中に自動動作、加えてパワーアップ後に外部MCUにより起動可能）
  • すべての内部FET付き電源を電流制限および過熱シャットダウンで保護
• マイクロコントローラ(MCU)インターフェイス
  • ウォッチドッグ：トリガ・モード(OPEN/CLOSEウィンドウ式)または質疑応答モード
  • ロックステップ・デュアルコアMCU用のMCUエラー信号モニタ: Hercules™ TMS570、C2000™、およびパルス幅変調(PWM)エラー出力を使用する各種の機能的安全性アーキテクチャMCU
  • DIAGNOSTIC状態：デバイスのセルフ・テスト、診断、外部インターコネクト・チェック用
  • SAFE状態：故障検出時のデバイスおよびシステム保護用
  • デバイス内部発振器用のクロック・モニタ
  • デバイス起動時とDIAGNOSTIC状態のMCUによってアクティブ化されるたびに、アナログ回路およびロジック回路のセルフ・テストを実行
  • 不揮発性メモリに対するCRC (デバイスレジスタおよび構成レジスタ)
  • MCU用のリセット回路と出力ピン
  • マルチプレクサを介したデバイス内部のアナログおよびデジタル信号の監視を可能にする診断出力ピン
• シリアル・ペリフェラル・インターフェイス（SPI）
  • 構成レジスタ
  • ウォッチドッグの質疑応答
  • 診断ステータスの読み出し
  • 3.3Vおよび5Vの論理レベルに対応
• イネーブル・ドライブ出力：システム故障検出時の安全化パスまたは外部パワー段のディスエーブル用
• IGNITIONピンまたはCAN WAKUPピン経由のウェークアップ
• パッケージ： 32ピンHTSSOP PowerPAD™ ICパッケージ

1.2 アプリケーション

• 安全関連オートモーティブ・アプリケーション
  • パワー・ステアリング：電動パワー・ステアリング(EPS)および電動油圧パワー・ステアリング(EHPS)
  • ブレーキング：アンチロック・ブレーキ・システム(ABS)、横滑り防止装置(ESC)、電動パーキング・ブレーキ
  • 先進運転支援システム(ADAS)
  • サスペンション
• 産業用の安全関連アプリケーション
  • 安全関連プログラマブル・ロジック・コントローラ(PLC)
  • 安全関連I/Oコントロール・モジュール
  • 試験および測定機器
  • 鉄道および地下鉄の信号制御と安全関連モジュール
  • エレベータおよびエスカレータの安全制御
  • 風力タービン制御

1.3 概要

TPS65381A-Q1デバイスは、自動車市場および産業用市場で見られるような安全関連アプリケーションのマイコン(MCU)に電源を供給するために設計されたマルチレール電源装置です。このデバイスは、テキサス・インスツルメンツのHercules™ TMS570 MCUおよびC2000™ MCUファミリと、デュアル・コア・ロックステップ(LS)または疎結合(LC)アーキテクチャを使用する各種マイコンをサポートします。

TPS65381A-Q1デバイスは、MCU、コントローラ・エリア・ネットワーク(CAN) 、FlexRayまたは外部センサに電源を供給する複数の電源レールを内蔵しています。内部FET付きの非同期降圧スイッチ・モード電源コンバータが、入力電源(バッテリ)電圧を6Vのプリレギュレータ出力に変換して、他のレギュレータに供給します。このデバイスは、イグニッション信号からのウェークアップ、またはCANトランシーバ信号からのウェークアップをサポートします。

内部FET付きの内蔵固定5Vリニア・レギュレータは、例えばCANまたはFlexRayトランシーバに電源を供給するために使用できます。2番目のリニア・レギュレータ(内部FET付き)は、選択可能な5Vまたは3.3Vの出力をレギュレートします。この出力を、例えばMCUのI/O電圧に使用できます。

TPS65381A-Q1デバイスは、調整可能なリニア・レギュレータ・コントローラを内蔵しており、外部FETと抵抗分圧回路を使用して、0.8V～3.3Vの調整可能電圧にレギュレートします。この電圧はMCUコア電源で使用できます。

内蔵センサ電源はトラッキング・モードまたは調整可能出力モードで動作し、グランドおよびバッテリへの短絡に対する保護を備えています。そのため、このレギュレータは、モジュールまたは電子制御ユニット(ECU)の外部にあるセンサに電源を供給できます。

内蔵チャージ・ポンプは、内部レギュレータにオーバードライブ電圧を供給します。また、チャージ・ポンプ出力を使用して外部NMOSトランジスタを制御することで、逆バッテリ保護回路で使用できます。このソリューションでは、できるだけ低い電源電圧でのデバイス動作が必要な場合に、従来の逆バッテリ防止ダイオードよりも低い最小バッテリ電圧で動作させることができます。

このデバイスは、すべてのレギュレータ出力、バッテリ電圧、内部電源レールで低電圧と過電圧を監視します。メインのバンドギャップ・リファレンスで検出を免れるドリフトがないようにするため、メインのバンドギャップ・リファレンスから独立した2番目のバンドギャップ・リファレンスを使用して低電圧と過電圧を監視します。さらに、レギュレータの電流制限と過熱保護が実装されています。

TPS65381A-Q1デバイスに搭載された監視および保護機能には、トリガ付きウォッチドッグおよび質疑応答モード、MCUエラー信号モニタ、内部発振器のクロック・モニタ、クロック・モニタのセルフチェック、不揮発性メモリに対する巡回冗長検査(CRC）、MCUによるデバイス内部アナログおよびデジタル信号の監視を可能にする診断出力ピン、MCU用リセット回路および出力ピン、故障検出時に安全化パスまたは外部パワー段を無効にするイネーブル・ドライブ出力が含まれます。内蔵セルフ・テスト(BIST)は、起動時に自動的にデバイス機能を監視します。専用のDIAGNOSTIC状態では、MCUがTPS65381A-Q1の監視機能と保護機能を確認することができます。

TPS65381A-Q1デバイスは、32ピンHTSSOP PowerPADパッケージで供給されます。

1.4 代表的なアプリケーションの図

Figure 1-1 代表的なアプリケーションの図

The pin configuration drawing in this section is not to scale. For package dimensions, see the mechanical data in Section 10.

DAP Package
32-Pin HTSSOP With PowerPAD™
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