TPS254900A-Q1 具有 VBATT 短路保护的汽车 USB 主机充电器数据手册

TPS254900A-Q1 器件是一款 USB 充电端口控制器和电源开关，具有电池短路保护功能。此功能提供对 OUT、DM_IN 和 DP_IN 的保护。这三个引脚可承受高达 18 V 的电压。

当发生电池短路情况时，内部 MOSFET 会迅速关闭。快速关断对于保护上游 DC-DC 转换器、处理器或集线器数据线非常重要。
*附件：tps254900a-q1.pdf

TPS254900A-Q1 具有 3.5 V 的低 UVLO，因此电源开关在启停期间不会关闭。

TPS254900A-Q1 45mΩ 电源开关具有两个可选的可调电流限制，当相邻端口承受重负载时，可通过更改为较低的电流限制来支持端口电源管理。这在具有多个端口和容量有限的上游电源的系统中非常重要。

TPS254900A-Q1 器件具有电流检测输出，能够控制上游电源，即使在充电电流较大的情况下，也能在 USB 端口保持 5 V。此功能在具有长 USB 电缆的系统中非常重要，因为快速充电的便携式设备可能会出现明显的电压降。

电流监视器允许系统通过监控 IMON 电压来实时监控负载电流。电流监控器非常有用，可用于动态端口电源管理。

TPS254900A-Q1 器件还提供符合 IEC 61000-4-2 4 级 DP_IN 和 DM_IN 级的 ESD 保护功能。

特性

• 适用于汽车应用
• 符合 AEC-Q100 标准，结果如下：
  • 器件温度 1 级：-40°C 至 +125°C 环境工作温度
  • 器件 HBM ESD 分类等级 H2
  • 器件 CDM ESD 分类等级 C5
• 4.5V 至 6.5V 输入工作范围
• 3.5V（典型值）UVLO 以支持启动/停止
• 集成 45mΩ（典型值）高侧 MOSFET
• 3.2A 最大连续输出电流
• V总线连接器处的电缆补偿精度为 ±5%
• 支持 USB BC 1.2 CDP 和 SDP 模式
• OUT、DP_IN 和 DM_IN 引脚上的电池短路保护
• DP_IN 和 DM_IN IEC 61000-4-2 等级
  • ±8kV 接触放电和 ±15kV 空气放电
• 20 引脚 QFN（3mm × 4mm）封装

参数

方框图

1. 产品概述

TPS254900A-Q1 是一款专为汽车 USB 主机充电设计的充电控制器和电源开关，具备短接至电池保护功能。它适用于汽车 USB 充电端口（主机和集线器）以及汽车 USB 保护应用。

2. 关键特性

• ‌AEC-Q100 认证‌：适用于汽车应用，温度等级 1，工作温度范围 -40°C 至 +125°C。
• ‌输入电压范围‌：4.5V 至 6.5V。
• ‌低 UVLO‌：3.5V（典型值），支持启停功能。
• ‌集成 45mΩ 高侧 MOSFET‌：最大连续输出电流 3.2A。
• ‌电缆补偿‌：V BUS ±5% 电缆补偿精度。
• ‌USB BC 1.2 支持‌：CDP 和 SDP 模式。
• ‌短接至电池保护‌：OUT、DP_IN 和 DM_IN 引脚可承受高达 18V 的电压。
• ‌ESD 保护‌：DP_IN 和 DM_IN 引脚符合 IEC 61000-4-2 标准，±8kV 接触放电和 ±15kV 空气放电。
• ‌封装‌：20 引脚 QFN（3mm × 4mm）。

3. 功能描述

• ‌短接至电池保护‌：当 OUT、DP_IN 或 DM_IN 引脚发生短接至电池情况时，内部 MOSFET 会迅速关闭，以保护上游 DC-DC 转换器、处理器或集线器数据线。
• ‌电缆补偿‌：通过检测负载电流并应用比例沉电流，调整上游调节器的输出电压，以补偿长电缆上的电压降，确保远程 USB 端口输出电压恒定。
• ‌电流监测‌：IMON 引脚可输出与负载电流成正比的电压，用于实时监测负载电流或系统动态电源管理。
• ‌电流限制‌：具有两个可选、可调的电流限制阈值，支持端口电源管理，可根据系统负载情况动态调整电流限制。
• ‌过压保护‌：具有 DP_IN、DM_IN 和 OUT 引脚的过压保护功能。
• ‌故障输出‌：FAULT 引脚在过温、过流或过压条件下输出低电平。

4. 应用领域

• 汽车 USB 充电端口（主机和集线器）
• 汽车 USB 保护

5. 封装与尺寸

• 20 引脚 QFN 封装，尺寸 3mm × 4mm。

6. 热信息

• 提供了不同条件下的热阻信息，包括结到环境热阻（RθJA）、结到壳热阻（RθJC）等，有助于热设计。

7. 电气特性

• 详细列出了包括功率开关导通电阻、漏电流、输入电容、电流限制阈值、故障输出低电平电压、过温关断阈值等在内的电气特性参数。

8. 典型应用电路

• 提供了包括汽车 USB 充电端口保护在内的典型应用电路示例，以及详细的设计步骤和参数选择指南。

9. 布局指南

• 提供了 PCB 布局建议，包括输入和输出电容的放置、电流限制电阻的走线、热垫的连接等，以确保最佳性能。