TPS25865-Q1 具有减载功能的双 2.4A USB Type-A 充电端口控制器数据手册

TPS2586x-Q1 是一款集成式 USB 充电端口解决方案，其中包括一个同步、高效直流/直流转换器以及用于在双 Type-A 端口中实现 USB 电池充电 1.2 的集成检测和控制。

TPS2586x-Q1 是一款高度集成的 USB Type-A 充电控制器，适用于双 USB 端口应用。
*附件：tps25865-q1.pdf

TPS2586x-Q1 集成了一个带内部功率 MOSFET 的单片同步整流降压开关模式转换器，以及两个具有充电端口自动检测功能的 USB 限流开关。TPS2586x-Q1 提供紧凑型解决方案，可在宽输入电源范围内提供出色的负载和线路调节。同步降压稳压器采用峰值电流模式控制工作，并经过内部补偿以简化设计。对于 TPS25865-Q1，FREQ 引脚上的电阻器将开关频率设置在 200 kHz 和 800 kHz 之间。对于 TPS25864-Q1，FREQ 引脚上的电阻器将开关频率设置在 200 kHz 和 3 MHz 之间。在 400 kHz 以下工作可提高系统效率，而在 2.1 MHz 以上的工作频率可避开 AM 无线电频段，并允许使用更小的电感器。

TPS2586x-Q1 集成了标准电池充电 （Rev. 1.2），并为使用 USB 数据线信号来确定 USB 端口电流源能力的 USB Type-A 设备提供所需的电气签名。TPS2586x-Q1 还集成了一个 OUT 电源开关，可为辅助负载提供最大 200mA 的电流。由于系统集成度高且占用空间小，该器件特别适用于双端口应用。由于系统集成度高且占用空间小，该器件特别适用于双端口应用。

TPS2586x-Q1 支持智能热管理。USB 输出电压可以根据通过 TS 引脚的温度感应进行调节。TPS2586x-Q1 必须在 TS 引脚上连接 NTC 热敏电阻，以监控环境温度或 PCB 外壳温度，具体取决于 NTC 热敏电阻在 USB 充电模块或 PCB 板中的放置位置。选择不同的 NTC 热敏电阻和底部串联电阻器可以改变减载的温度阈值。

TPS2586x-Q1 具有四种可选的 USB 输出电压设置：5.1V、5.17V、5.3V 和 5.4V。TPS2586x-Q1 集成了一个精密电流感应放大器，用于电缆压降补偿和 USB 端口电流限制。电缆补偿仅在输出电压设置为 5.17 V 时可用。在 2.4A 输出电流下，电缆补偿电压为 90mV。电缆补偿通过与负载电流线性变化降压稳压器输出电压来抵消汽车布线中由于电线电阻引起的电压降，从而帮助便携式设备在重负载下以最佳电流和电压进行充电。无论负载电流如何，在连接的便携式设备上测得的 BUS 电压都保持大致恒定，从而使便携式设备的电池充电器能够以最佳方式工作。

TPS2586x-Q1 为 USB 充电和系统作提供了各种安全 特性，包括外部负热敏电阻监控、逐周期电流限制、打嗝短路保护、欠压锁定、BUS 过流、OUT 过流和芯片过热保护。

该器件系列采用 25 引脚、3.5 mm × 4.5 mm QFN 封装。

特性

• 符合 AEC-Q100 标准，适用于汽车应用：
  • 温度等级 1：T一个范围 –40°C 至 +125°C
  • HBM ESD 分类等级 H2
  • 清洁发展机制 ESD 分类等级 C5
• 针对超低 EMI 要求进行了优化：
  • 符合 CISPR25 5 类标准
  • HotRod™ 封装最大限度地减少了开关节点振铃
  • 扩频降低峰值排放
• 同步降压稳压器
  • 400 kHz 时的高效率：V 时为 95.2% 在 = 13.5 V，I PA_BUS = 2.4 A 和 I PB_BUS = 2.4 安培
  • 18mΩ/10mΩ 低 R DS（开启） 降压稳压器 MOSFET
  • 工作电压范围：5.5 V 至 26 V，可承受 36 V 输入
  • 可调频率：200 kHz 至 800 kHz （TPS25865-Q1）
  • 可调频率：200 kHz 至 3 MHz （TPS25864-Q1）
  • 具有扩频抖动的 FPWM
  • 可选输出电压：5.1 V、5.17 V、5.3 V、5.4 V
• 内部电源路径：
  • 7mΩ/7mΩ 低 R DS（开启） 内部 USB 功率 MOSFET
  • 高精度 USB 端口的电流限制：2.73 A 时为 ±10%
  • 输出：5.1V、200mA 电源，用于辅助负载
• 线路压降补偿：2.4A 负载时为 90mV
• 符合 USB-IF 标准
  • 自动 DCP 模式：
    • 短路模式，符合 BC1.2 和 YD/T 1591：2009
    • 1.2V 模式
    • 2.7V 分压器 3 模式
• 减载与可编程 T一个
• 设备 TJ范围：–40°C 至 +150°C

参数

方框图

一、产品概述

• ‌产品名称‌: TPS5-Q
• ‌制造商‌: Texas Instruments (TI)
• ‌应用‌: 汽车级低EMI双USB Type-A充电端口转换器，集成热管理和线缆补偿功能。

二、关键特性

• ‌AEC-Q认证‌: 适用于汽车应用，温度范围-°C至+5°C。
• ‌低EMI设计‌: 符合CISPR5 Class 标准，采用HotRod™封装和扩频技术。
• ‌同步整流‌: 高效率DC/DC转换器，输入电压范围.V至V，可调开关频率kHz至0kHz。
• ‌多选输出电压‌: .V、5.V、5.3V和.V。
• ‌智能热管理‌: 通过TS引脚连接NTC热敏电阻进行温度监控。
• ‌线缆补偿‌: 自动补偿线缆压降，确保稳定充电电流。
• ‌多重保护‌: 包括过温保护、短路保护、过流保护等。

三、电气特性

• ‌工作电压范围‌: 输入电压5.5V至6V，可承受最高V的瞬时电压。
• ‌输出电流‌: 每个USB端口最大.A，OUT引脚最大mA。
• ‌转换效率‌: 高达5%的转换效率（取决于输入电压和负载条件）。
• ‌热阻‌: 典型值θJA为8°C/W（结点到环境）。

四、封装与尺寸

• ‌封装类型‌: VQFN-HR (5引脚)，尺寸为3.5mm × 4.5mm。

五、功能描述

• ‌过压保护‌: 输入电压超过6V时，自动关闭输出。
• ‌欠压锁定‌: 输入电压低于UVLO阈值时，设备进入低功耗模式。
• ‌热关断‌: 结温超过热关断阈值时，自动关闭设备。
• ‌电流限制‌: 提供两级电流限制，防止过载和短路。
• ‌线缆补偿‌: 自动调整输出电压以补偿线缆压降。

六、应用与实现

• ‌典型应用‌: 适用于汽车信息系统、娱乐系统等需要双USB充电端口的场景。
• ‌设计步骤‌: 包括输出电压设置、开关频率选择、电感和输出电容的选择等。
• ‌布局指南‌: 强调关键元件的布局要求，以确保最佳性能和热管理。

七、支持与文档

• ‌数据手册‌: 提供详细的电气特性、应用曲线、参数测量信息等。
• ‌应用指南‌: 帮助用户实现TPS-Q1在各种应用场景中的最佳性能。
• ‌支持资源‌: TI的E2E™支持论坛提供快速、经验证的设计帮助。

八、安全与警告

• ‌静电放电保护‌: 提醒用户注意静电放电对集成电路的潜在损害。
• ‌操作注意事项‌: 强调了在设计和使用过程中需要遵守的安全和电气规范。