TPS2121 具有无缝切换功能的 2.7V 至 22V、56mΩ、4.5A 功率多路复用器数据手册

TPS212x 器件是双输入、单输出 （DISO） 功率多路复用器 （MUX），非常适合具有多个电源的各种系统。这些设备将自动检测、选择和无缝转换可用输入。

可以自动将优先级分配给最高输入电压，也可以手动分配给较低电压输入，以支持 ORing 和 Source Selection作。优先电压监控器用于选择输入源。
*附件：tps2121.pdf

理想二极管作用于在输入源之间无缝转换。在切换期间，控制电压降以阻止反向电流，并在反向电流发生之前阻止反向电流，并以最小的保持电容为负载提供不间断的电源。

电流限制在启动和切换期间用于防止过流事件，并在正常工作期间保护器件。输出电流限值可通过单个外部电阻器进行调整。

TPS212x 器件提供 WCSP 和小型 VQFN-HR 封装选项，其特点是在 –40°C 至 125°C 的温度范围内工作。

特性

• 宽工作范围：2.8 V 至 22 V
  • 绝对最大输入电压为 24 V
• 低 RON 电阻：
  • TPS2120：62 mΩ（典型值）
  • TPS2121：56 mΩ（典型值）
• 可调过压监控器 （OVx）：
  • 精度 < ±5%
• 可调优先级监控器 （PR1）：
  • 精度 < ±5%
• TPS2121 支持外部电压基准 （CP2），精度为 <1%
• 输出电流限制 （ILM）：
  • TPS2120：1 A – 3 A
  • TPS2121：1 A – 4.5 A
• 通道状态指示 （ST）
• 可调输入建立时间 （SS）
• 可调输出软启动时间 （SS）
• TPS2121 快速输出切换 （t 西 南部 ）：5 μs（典型值）
• 来自使能输入的低 Iq：200 μA（典型值）
• 禁用输入的低 Iq：10 μA（典型值）
• 手动输入源选择 （OVx）
• 过温保护 （OTP）

参数

方框图

1. 产品概述

• ‌名称‌：TPS2121
• ‌类型‌：2.8V至22V优先级电源多路复用器（Power MUX）
• ‌应用‌：备份和待机电源、输入源选择、多电池管理、EPOS和条码扫描器、建筑自动化和监控、跟踪和遥测

2. 主要特性

• ‌宽工作范围‌：2.8V至22V，绝对最大输入电压24V
• ‌低RON电阻‌：典型值56mΩ
• ‌ 可调过压监视器（OVx） ‌：准确度<±5%
• ‌ 可调优先级监视器（PR1） ‌：准确度<±5%
• ‌ 支持外部电压参考（CP2） ‌：准确度<1%
• ‌ 输出电流限制（ILM） ‌：1A至4.5A
• ‌ 通道状态指示（ST） ‌
• ‌ 可调输入稳定时间（SS） ‌
• ‌ 可调输出软启动时间（SS） ‌
• ‌ 快速输出切换（tSW） ‌：典型值5μs
• ‌低Iq‌：启用输入时200μA（典型值），禁用输入时10μA（典型值）
• ‌ 手动输入源选择（OVx） ‌
• ‌ 过温保护（OTP） ‌

3. 功能描述

• ‌双输入单输出（DISO）电源多路复用器‌：自动检测、选择和无缝切换输入源
• ‌优先级电压监视器‌：用于选择输入源，可自动赋予最高输入电压优先级或手动分配给较低电压输入
• ‌理想二极管操作‌：在输入源之间无缝切换，控制电压降，防止反向电流，为负载提供不间断电源
• ‌电流限制‌：启动和切换期间保护过流事件，并在正常操作期间保护设备

4. 电气特性

• ‌工作电压范围‌：2.8V至22V
• ‌静态电流‌：输入端（INx）供电时300μA至400μA，不供电时0μA至25μA
• ‌泄漏电流‌：|VINx - VOUT| ≤ 5V时-11μA至-80μA，|VINx - VOUT| ≤ 22V时-11μA至-500μA
• ‌输出切换时间‌：tSW = 100μs（典型值，非快速切换模式），tFSW = 5μs（快速切换模式）
• ‌ON状态电阻‌：典型值56mΩ至100mΩ（根据温度和输入电压变化）
• ‌输出电流限制‌：可通过外部电阻调整，范围1.5A至5.8A

5. 应用信息

• ‌自动切换‌：支持根据优先级自动切换输入源，确保不间断电源供应
• ‌手动切换‌：通过外部GPIO信号手动选择输入源
• ‌快速切换‌：在需要最小化输出电压降的应用中，使用快速切换模式
• ‌反向极性保护‌：通过连接二极管防止反向电流损坏设备
• ‌热插拔‌：支持热插拔操作，通过外部TVS二极管保护设备免受电压瞬变影响

6. 布局指南

• ‌输入和输出平面‌：使用短而宽的迹线
• ‌高电流应用‌：在输入和输出引脚下放置过孔，避免电流密度和热阻瓶颈
• ‌旁路电容‌：在IN1、IN2和OUT引脚旁放置低ESR陶瓷电容，尽可能靠近设备

7. 文档与支持

• ‌相关链接‌：提供技术文档、支持资源、工具和软件的快速访问链接
• ‌更新通知‌：可通过TI网站订阅文档更新
• ‌支持论坛‌：TI E2E™支持论坛提供快速、经验证的设计帮助

8. 封装信息

• ‌封装类型‌：VQFN-HR（12引脚），尺寸2.0mm x 2.5mm
• ‌工作温度范围‌：-40°C至125°C

9. 注意事项

• ‌静电放电（ESD）防护‌：处理时需采取适当的ESD防护措施
• ‌热管理‌：高结温会影响设备可靠性，设计中需考虑散热
• ‌故障处理‌：设备具有过流保护、过压保护、过温保护等功能，故障时会自动关闭或重启以保护系统