RTQ5115-QA 是一顆通過了 AEC-Q100 Grade 2 認證的車用 PMIC 即電源管理集成電路，其主體為 4 路 Buck 轉換器和 8 路線性穩壓器，各 Buck 轉換器的負載能力分別為 2.4A/2A/1.6A/2A，線性穩壓器的負載能力每個都是 300mA，應用電路特別簡單。

RTQ5115-QA 的集成度很高，下面是它的內部電路框圖。

將各個轉換器和系統控制部分連接起來的是中間的一大塊邏輯控制電路和左下角的 State Machine，它們是各個轉換器與系統控制器之間的橋梁，也是整個芯片的控制中心。

RTQ5115-QA 支持直接加電啟動或按鍵啟動，能在系統需要時自主啟動關機過程，遇到故障或收到按鍵信號時可主動關機，還能實施自動重啟操作，將各種情況下的需要都考慮到了。

RTQ5115-QA 具有 I2C 接口，它在 I2C 總線上的角色屬于 Slave，其開關機時序、各個轉換器的輸出電壓、工作頻率、工作模式、是否進行頻譜擴展以及電壓動態調整和電壓改變的速度等等都可在來自 Master 即系統控制器的指令控制下進行調整，其內部掛在 I2C 總線上的各個寄存器便是各種控制指令的存儲位置。已經調試成熟的寄存器參數可以備份保存于其內部集成的可擦寫存儲器即 EEPROM 中，它們在需要時又可以自動重載進入寄存器，將用戶設計好的工作狀態重現出來。

系統控制器將一個字節的數據寫入 RTQ5115-QA 內部地址為 m 的寄存器或將 N 個字節的數據寫入其內部地址從 m 開始的 N 個寄存器的通訊過程如下圖所示：

圖中的 Slave Address 是 RTQ5115-QA 在 I2C 總線上的地址，它可由 SADDR 引腳選擇為 0110111（SADDR=1） 或 0111111 （SADDR=0），此地址將 RTQ5115-QA 與同時掛在 I2C 總線上的其它器件區別開來，使其不會對不相關的指令做出響應。Register Address 和后面跟著的 Data 分別代表 RTQ5115-QA 內部寄存器的地址和將要寫入其中的數據。

假如需要讀出 RTQ5115-QA 內部寄存器的數據，相關的時序如下圖所示：

對 RTQ5115-QA 來說，它的寄存器實在是太重要，是調節其性能、控制其工作的關鍵所在，所以下面就對其部分寄存器的參數進行解讀，重點將會放在與 Buck 轉換器相關的部分，了解了它們，我們對器件特性的理解就可以得到深入，如何控制它的方法也明確了。

每個寄存器都有自己的地址，這是地址為 00（十六進制）的寄存器信息，它有 8 個二進制位，分別以 7~0 的 8 個數字進行位置標識，其前半個字節的 4 個位 ［7:4］ 存儲的數據是只能讀的固定數 1000，這是供應商編碼，代表立锜。后半個字節 ［3:0］ 的數據是 0111，為 RTQ5115-QA 的版本編號，我不知道它將來還會有多少個版本，也不知道改版時會不會改變這個數據，所以就暫且把它當作是一個固定數來看待，如果你在未來的應用中讀到了新的數據也用不著驚奇，因為有很多器件都是會不斷更新的。

寄存器 01、02 分別定義了 Buck1 和 Buck2 的兩個特性，一是輸出電壓，二是輸出電壓發生改變時的變化速度。從對可寫入參數的描述中可以看出這兩路轉換器的輸出電壓范圍都是 0.7V~1.8V，步進值為 25mV，所以在應用中可以得到非常精細的輸出電壓設定。

當把新的數據寫入 RTQ5115-QA 的寄存器以改變其輸出電壓時，其輸出從原有電壓改變到新的電壓的速度是可調的，此速度由上表中的 VRC 決定，其變化過程如下圖所示：

對于 Buck1 和 Buck2 而言，上圖所示的每一個小臺階的上升/下降幅度可以是上表所示的 25mV、50mV、100mV 或 200mV，水平方向的一段線所代表的時長則為 10μs，兩者合起來就表達了電壓變化的速度，但是這種逐漸變化的設定是可以被禁止的，這在下圖所示的寄存器 05 的內容里被呈現了出來：

當寫入數據使寄存器 05 的 ［7:4］ 中的某個位被設定為 0 時，與之對應的 Buck 轉換器的電壓漸變功能便被取消了，若寫入數據為 1 則是使能該功能。禁止了電壓漸變功能的轉換器能以最快的速度從原有電壓改變到新的電壓，這樣做的壞處是可能會形成比較大的輸入端電流沖擊，所以你在選擇時要仔細權衡一下。

寄存器 03、04 分別定義了 Buck3 和 Buck4 的輸出電壓及其變化速度，它們的規格是一樣的，所以這里只展示其中一個的定義：

Buck3/4 的最高輸出電壓為 3.6V，最低輸出電壓與 Buck1/2 一樣都是 0.7V。由于 Buck3/4 擴大了輸出電壓范圍，相應的電壓步進值擴大到 50mV，電壓變化速度也加大了一倍。

寄存器 06 定義了每個 Buck 轉換器的工作模式。如果需要得到比較高的輸出電壓調節精度，選擇 Force PWM 就是對的；如果需要得到比較高的輕載效率，選擇 Auto Mode 以實現自動的 PSM/PWM 切換就是對的。該寄存器的低半字節定義了每個 Buck 轉換器在關斷后對輸出端儲能的處理方式，一種是浮空模式 Floating，輸出電容里儲存的電能會自然變化，就看負載是如何吸收它的。另一種是主動放電的模式，規格書沒有告訴我們這是如何實現的，但實際上就是在與輸出端連接的某個地方對地設置一個可控的 MOSFET 開關，它的導通電阻可以比較大，因為放電電流也不能太大，只要能夠在一段不太長的時間里把輸出端電壓釋放到接近地電位的水平就可以了。

寄存器 12 用半個字節的空間作為各路 Buck 轉換器的使能控制位，只要將相應控制位置為 1 或 0 便可容許或禁止與它對應的轉換器進入工作狀態，但在 MASK_GPIO 端子處于低電平時，外部使能控制端 ENB1/2/3/4 的優先級就更高了，是否容許對應的轉換器進入工作狀態將由它們來決定（參見前面的開關機流程圖）。

寄存器 16 的內容與欠壓保護有關，你可以用這里設定的數據來決定各個位置的欠壓狀況可否引起關機動作，其中的 ［7:4］ 這 4 個位對應的是 Buck1~4 的輸出欠壓事件，只要將某位設定為 1 便可在它對應的 Buck 輸出端欠壓時容許啟動關機進程。

那么這些 Buck 轉換器的輸出欠壓的判斷標準是什么呢？規格書沒有明確說明，但在下述寄存器的描述中可以找到這個指標：

當某個 Buck 的輸出電壓低到額定電壓的 66% 時能否發出中斷信號？這個選擇的控制開關在寄存器 28 里。如果中斷已經發生了，你可以在中斷服務程序里讀取寄存器 29 里的數據，只要其中的某個位為 1，與其對應的事件就發生了。

寄存器 2C、2D 定義了整個芯片開機過程中各個 Buck 轉換器所處的開機順序，每個轉換器都使用了半個字節，數據 0000 代表不啟動，0001 代表最先啟動，1100 代表最后啟動。由于 0001 和 1100 分別是十進制數 1 和 12 的二進制表達，而 4 個 Buck 再加 8 個線性穩壓器就是 12 個調節器，而那 8 個線性穩壓器的啟動順序也是用同樣方法來定義的，所以我們知道數字越小則越先啟動，數字越大則越晚啟動，到了關機的時候其順序就顛倒過來了，下圖便是我們可以看到的一個開/關機過程，請注意各個通道之間的時間順序關系：

上圖所示的開關機過程只是一個示例，你完全可以根據自己的需要來做設定。

時序設定中也有時間參數，但是本文不想寫得太長，所以就暫時不涉及了，剩余的部分我們可以在以后再去解剖，喜歡自研的讀者可以自己去探索，這里所用的方法可供你參考。

寄存器 33 提示我們 RTQ5115-QA 調整工作頻率的方法大概是這樣的：它使用了一個電壓控制振蕩器 VCO 作為 Buck 轉換器的時鐘源，其輸入很可能是來自一個數字-模擬轉換器 DAC，這個 DAC 的輸出電壓范圍為 0.375V~1.8V，這個電壓范圍對應的 VCO 輸出頻率范圍為 500kHz~2MHz，而這個 VCO 的輸入電壓即與之對應的 DAC 的輸出電壓從一個值變化到另一個值的速度是可調的，你可以從 25mV/10μs、25mV/20μs、25mV/40μs 和 25mV/80μs 共 4 個選項中去選擇。這里提到的 DAC 應該是不需要提及，因為規格書在很多情況下都不需要告訴讀者它的實現方式，所以在規格書中被隱藏了，我為了自圓其說而假設了它的存在，你只需要把相關的數據寫入寄存器 33 便可實現以一定的頻率變化速度修改 Buck 工作頻率的目的。

RTQ5115-QA 的 Buck 轉換器是否需要工作在頻譜擴展模式呢？這對車載設備來說是很有意義的，而寄存器 33 便是用來做選擇的地方。如果選擇是，Buck 轉換器在工作時的頻率就是不斷變化的，這樣便可將它們工作時輻射出去的能量擴散到一個頻段里而不是在單個頻點集中，為降低電磁兼容處理難度帶來好處，希望它能為你的應用帶來方便。

到這里，RTQ5115-QA 內部與 Buck 轉換器相關的寄存器就已經介紹完了，其他的部分我們下期可以再談。
責任編輯:pj