TPS254900-Q1 汽车 USB 充电端口控制器，具有 BATT 短路保护和压降补偿功能数据手册

TPS254900-Q1 设备是一个 USB 充电端口控制器和电源开关，具有 电池短路保护。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。当电池短路时，内部 MOSFET 会迅速关闭 条件发生。快速关断对于保护上游 DC-DC 转换器非常重要， processor 或 hub 数据线。

TPS254900-Q1 45mΩ 电源开关具有两个可选的可调电流限制，即 当相邻端口时，通过更改为较低的电流限制来支持端口电源管理 承受重负荷。这在具有多个端口和上游电源的系统中非常重要 容量有限的耗材。
*附件：tps254900-q1.pdf

TPS254900-Q1 具有电流感应输出，能够控制上游电源， 这使得它即使在充电电流较大的情况下也能在 USB 端口保持 5 V。此功能是 在具有长 USB 电缆的系统中非常重要，在这些系统中，可能会出现明显的电压降 快速充电的便携式设备。

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

TPS254900-Q1 器件还提供符合 IEC 61000-4-2 级别的 ESD 保护功能 4 DP_IN 和 DM_IN。

特性

• 符合 AEC-Q100 标准，结果如下：
  • 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
• 集成 45mΩ（典型值）高侧 MOSFET
• 3A 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

TPS254900-Q1 是一款专为汽车 USB 充电端口设计的控制器和功率开关，具有短到电池保护功能。该器件集成了 45mΩ（典型值）的高侧 MOSFET，支持最大 3A 的连续输出电流，并符合 AEC-Q100 汽车级标准。

2. 关键特性

• ‌AEC-Q100 认证‌：满足汽车级应用的高可靠性要求。
• ‌宽输入电压范围‌：4.5V 至 6.5V。
• ‌短到电池保护‌：OUT、DP_IN 和 DM_IN 引脚可承受高达 18V 的电压，内部 MOSFET 在短到电池条件下快速关断。
• ‌电缆补偿‌：VBUS 电缆补偿精度为 ±5%，确保长电缆下的稳定充电电压。
• ‌多种充电模式‌：支持 USB BC 1.2 CDP 和 SDP 模式。
• ‌ESD 保护‌：DP_IN 和 DM_IN 引脚符合 IEC 61000-4-2 标准，具有 ±8kV 接触放电和 ±15kV 空气放电 ESD 保护能力。
• ‌电流监测‌：IMON 引脚可实时监测负载电流。

3. 功能描述

• ‌FAULT 响应‌：在过温、过流、过压条件下，FAULT 输出低电平信号。
• ‌电缆补偿‌：通过检测负载电流并应用比例下沉电流来调整上游稳压器的输出电压，补偿充电路径中的 IR 压降。
• ‌D+ 和 D- 保护‌：集成 ESD 和过压保护，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和 D+/D- 引脚。
• ‌ 端口电源管理（PPM） ‌：智能分配电源，防止系统电源过载，并允许根据系统状态动态调整功率限制。
• ‌过流保护‌：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，禁用功率开关。
• ‌热感应‌：内置两个独立的热传感器，在结温超过推荐值时禁用操作。

4. 应用场景

• 汽车 USB 充电端口（主机和集线器）
• 汽车 USB 保护

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 TPS254900-Q1 到上游 DC-DC 转换器、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，以及 BIAS 引脚的电容连接，以优化 ESD 性能和稳定性。

7. 布局指南

• 推荐了输入和输出功率迹线的布局要求，以最小化电压降和寄生电感。
• 强调了 ILIM_HI 和 ILIM_LO 引脚连接电阻的布局要求，以减少寄生效应对电流限制精度的影响。
• 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。