PF502x 系列是 NXP 推出的一款多通道電源管理晶片，其安全等級達到了 ASIL-B。 PF502x 適用於各種應用，包括信息娛樂、ADAS、Vision 和雷達，既可作為獨立電源解決方案，也可作為另一個 NXP PMIC（如 PF8200）或 SBC（如 FS8500）的配套產品。 下面就來介紹下系列中的其中一款 - PF5020 的特點，以及 PF5020 應用在 ADAS 域控制器的硬體設計時需要注意的點。
一、晶片介紹
1. 概述
PF5020 是 NXP 推出的 PF502x 系列中的一款，整個 PF502x 系列目前一共有三款分別是：PF5020、PF5023 和 PF5024，它們除了輸出資源有區別外基本特性都是相同的，且是 Pin 對 Pin 兼容的，具體框圖及區別如下圖：
PF5020 主要性能特徵如下：
① 三路高效降壓轉換器
② 一路可切換為負開關的線性調整器
③ 一路開關/線性調整器提供給 RTC 電源
④ 符合 ASIL-B 安全級別
⑤ 支持 OTP，用於靈活的設備配置
⑥ 40-pin 6x6 QFN 日
2. PF5020 內部框圖如下：
3. PF5020 功能框圖如下：
4. 進一步和管道的腳介紹
PF5020 日數為 HVQFN40（SOT618-14），其引引腳分布圖如下：
二、模塊功能簡介
1. VSNVS 。
VSNVS 是一個 10 mA 的 LDO/switch，用於為處理器中的 RTC 域供電。 VSNVS 在其輸入源 VIN 正常的情況下可以在各種狀態下保持其輸出，包括系統開機、關機、復位等。 它可以通過寄存器 OTP_VSNVSVOLT[1：0] 來配置其輸出電壓，具體配置如下表：
2. SW 1 & 2 。
2.1 BUCK 模式
SW 1 & 2 是兩個低壓穩壓器，輸入電壓為 2.5 V 到 5.5V，輸出電壓為 0.4V 到 1.8V，電壓調整步進為 6.25 mV。 每個穩壓器輸出為 2.5A。
其內部及應用框圖如下圖：
各穩壓器分別通過寄存器 VSWx_RUN[7：0] 來設定其在"Run"模式下的輸出壓電，
"VSWx_STBY[7：0] 來設定其在"Standby"模式下的輸出電壓。 如下圖：
2.2 SW 1 & 2 雙相模式
SW 1 & 2 可以配置成雙相模式，在這種模式下，由 SW1 的寄存器控制輸出電壓和其他配置。 同樣，SW1FB 引腳成為過數式電壓軌的主要反饋節點，但是兩個 FB 引腳應該連接在一起。
寄存器 OTP_SW1CONFIG[1：0] 用來設定 SW1 & 2 的工作模式，如下圖：
2.3 SW2 VTT 模式
SW2 提供了一個可選擇的 VTT 模式來為 DDR 存儲器創建 VTT。 當 SW2_VTTEN = 1 時，將啟用 VTT 模式。 在這種模式下，SW2 參考電壓從內部通過一個 2 分頻器連接到 SW1FB 輸出。 通過 OTP_VTT_PDOWN 控制其輸出使能。
3. SWND1。
SWND1 是一個低壓降壓穩壓器，輸入電壓為 2.5 V 到 5.5 V，輸出電壓為 1.0V 到 4.1V，其內部及應用框圖如下圖：
4. LDO1 。
LDO1 是一個低壓差線性穩壓器，其具有以下幾個長度：
5. 典型應用圖
三、 硬體設計指南
1. 原理圖 和 BOM 建議
2. PCB 疊層建議
PF502x PMIC 是一種高功率密度 PMIC，具有多個 I/O 功能和信號。 因此，布局必須根據功率和噪聲靈敏度進行優化。 推薦使用 6 層板設計（兩層 GND 在中間），也可以根據改變層數，以下為 6 層板的堆棧參考：
PCB Layout 建議：
所有與開關穩壓器（SWx）相關的部件必須靠近穩壓器，並儘量使用短而寬的導線連接引腳。
所有輸入電容，包括旁路電容，儘量靠近晶片的 SWxIN 引腳和 GND 之間，輸入保證電流路徑中的寄生電感最小，以及電流迴路更短。
所有的輸出電容都必須放置在離爾不遠的地方，同時也要放置在離負載最佳的位置。 輸出電容必須提供足夠的散熱通孔到GND層。
SWxFB 引腳必須用細導線連接到輸出電容附近，並且須通過內部信號層走線，以屏蔽外部噪聲。 在多相配置中，建議將所有反饋管腳連接在一起。
連接 SWxLX 引腳和輸出電感器的線路是一個最關鍵功率線路，它必須儘可能的短和寬，以減少功率損耗。
對於多相配置，確保所有的建議在所有的調節器之間得到對稱的遵循。
本期的《PF5020 硬體設計指南》到這裡就結束了，值得注意的是：同 FS85 系列一樣，PF5020 也支持 OTP 自定義燒錄配置，且不同的是目前 PF5020 只有提供到"A0"版本，意味著目前它沒有針對於特定應用的特定版本，這也符合了 PF502x 系列晶片的定位 – 輕量化、靈活搭配。 可以配合自定義 OTP 配置靈活的搭配組合以滿足各種系統電源的需求。
PF5020 的 OTP 製作及燒錄方法與 FS85 系列相似，具體可以參考往期博文《FS85 OTP 文件設計指南》以及《FS85 OTP 文件燒錄指南》，對應的工具可以前往 NXP PF5020 專區下載：
https://www.nxp.com.cn/products/power-management/pmics-and-sbcs/pmics/multi-channel-5-pmic-for-automotive-applications-4-high-power-and-1-low-power-fit-for-asil-b-safety-level:PF5020?tab=Design_Tools_Tab。
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【參考資料】：
（1）PF5020 數據手冊：《PF5020 - Power management integrated circuit （PMIC） for high performance applications （REV 1.0）》
（2）PF5020 設計指南：《AN12825 - PF502x device design guideline (REV 1)》