TPS2549 USB 充电端口控制器和带电缆补偿的 3A 电源开关数据手册

TPS2549 设备是一个 USB 充电端口控制器和电源开关，带有一个 能够控制上游电源的电流检测输出。这使得它能够在 USB 端口即使在大充电电流下也是如此。这在具有长 USB 电缆的系统中非常重要，其中 对便携式设备进行快速充电时，可能会出现明显的电压降。

TP2549 47mΩ 电源开关具有两个可选的可编程电流限制，即 通过提供可在相邻时使用的下限电流来支持端口电源管理 港口负载过重。这在具有多个端口和 上游电源无法同时向所有端口提供全电流。
*附件：tps2549.pdf

DCP_Auto方案检测并选择适当的 D+ 和 D– 设置进行通信 连接的设备，使其可以在全电流下快速充电。集成的 CDP 检测 支持对大多数便携式设备进行高达 1.5A 的快速充电，同时提供数据 通信。

独特的客户端模式功能允许对客户端设备进行软件更新，但避免了 通过关闭内部电源开关同时保持数据线来发生电源冲突 连接。

此外，TPS2549 器件还集成了 Short to V总线保护 D+ 和 D–，以防止在 D+ 和/或 D– 意外短路时损坏 V 总线 .为了节省应用程序空间，TPS2549 设备还集成了 ESD 保护通过 IEC61000-4-2，无需在 D+ 和 D– 上连接外部电路。

特性

• 4.5V 至 6.5V 工作范围
• 47mΩ（典型值）高侧 MOSFET
• 3A 最大连续输出电流
• ±5% CS 输出用于电缆补偿
• CDP 模式符合 USB 电池充电规范 1.2
• 自动 DCP 模式选择：
  • 短路模式，符合 BC1.2 和 YD/T 1591-2009
  • 2.7V 分压器 3 模式
  • 1.2V 模式
• D+ 和 D– 用于系统更新的客户端模式
• D+ 和 D– 对 V 短路总线保护
• D+ 和 D– ±8kV 接触放电和 ±15kV 空气放电 ESD 额定值 （IEC 61000-4-2）
• UL 认证和 CB 认证待定
• –40°C 至 125°C 结点工作温度
• 16 引脚 QFN（3mm × 3mm）封装

参数

方框图

1. 产品概述

TPS2549 是一款集成 USB 充电端口控制器和功率开关的器件，支持电缆补偿功能。它适用于 USB 端口（主机和集线器）、壁挂式充电适配器以及售后市场汽车充电器等应用。TPS2549 通过控制上游电源来维持 USB 端口的 5V 电压，即使在快速充电便携式设备时也能应对长 USB 电缆造成的显著电压降。

2. 关键特性

• ‌宽工作电压范围‌：4.5V 至 6.5V。
• ‌低导通电阻‌：典型值为 47mΩ 的高侧 MOSFET。
• ‌大电流支持‌：最大连续输出电流为 3A。
• ‌电缆补偿‌：通过电流感应输出控制上游电源，以补偿长电缆造成的电压降。
• ‌多种充电模式‌：支持 CDP 模式、自动 DCP 模式选择（包括短路模式、2.7V 分压器模式和 1.2V 模式）。
• ‌D+ 和 D- 客户端模式‌：用于系统更新，同时避免电源冲突。
• ‌ESD 保护‌：D+ 和 D- 引脚上集成 ±8kV 接触放电和 ±15kV 空气放电 ESD 保护。
• ‌短到 VBUS 保护‌：防止 D+ 和/或 D- 意外短接到 VBUS 时造成损坏。

3. 功能描述

• ‌FAULT 响应‌：在过温、过流或 D+、D- 过压条件下，FAULT 输出低电平信号。
• ‌电缆补偿‌：检测负载电流并生成与负载电流成比例的下沉电流，用于调整上游稳压器的输出电压，以补偿充电路径中的 IR 压降。
• ‌D+ 和 D- 保护‌：集成 ESD 保护和短到 VBUS 过压保护，防止损坏上游 USB 收发器。
• ‌输出和 D+/D- 放电‌：允许充电端口与便携式设备重新协商电流，并通过内部下拉电阻快速放电输出电容。
• ‌ 端口电源管理（PPM） ‌：智能且动态地分配电源，防止系统电源供应过载，并允许根据系统状态设置动态功率限制。
• ‌过流保护‌：在检测到过流条件时，维持恒定输出电流并降低输出电压。
• ‌ 欠压锁定（UVLO） ‌：在输入电压达到 UVLO 开启阈值之前，禁用器件。
• ‌热感应‌：内置两个独立的热传感器，在结温超过推荐工作条件时禁用操作。

4. 应用场景

• USB 端口（主机和集线器）
• 壁挂式充电适配器
• 售后市场汽车充电器

5. 电气特性

• 提供了详细的电气特性参数，包括开关导通电阻、电流限制、欠压锁定阈值、热关断阈值等。
• 列出了不同温度和测试条件下的电气特性数据。

6. 典型应用电路

• 提供了典型应用电路图，展示了如何连接 TPS2549 到上游稳压器、USB 连接器和负载。
• 强调了输入和输出电容的选择和布局要求，以优化性能。

7. 布局指南

• 推荐了 D+、D-、DP_OUT、DM_OUT 等高速数据线的布局要求，以最小化阻抗不连续性。
• 强调了从上游稳压器到 TPS2549 IN 引脚的迹线应尽可能短，以减少电压降和寄生电感。
• 热垫应直接连接到 PCB 接地平面，以提高热传导效率。

8. 文档与支持

• 提供了数据手册、应用指南等相关文档。
• 用户可以通过 TI 的支持论坛和社区资源获取更多的应用支持和文档更新通知。