TPS2549-Q1 具有压降补偿功能的汽车 USB 充电端口控制器数据手册

TPS2549-Q1 器件是一个 USB 充电端口控制器和电源开关，具有电流感应输出，能够控制上游电源。这使得它能够在 USB 端口上保持 5 V 电压，即使

大充电电流。这在具有长 USB 电缆的系统中非常重要，因为在为便携式设备快速充电时，可能会出现明显的电压降。
*附件：tps2549-q1.pdf

TP2549-Q1 47mΩ 电源开关具有两个可选的可编程电流限制，通过提供可在相邻端口承受重负载时使用的下限电流来支持端口电源管理。这在具有多个端口且上游电源无法同时向所有端口提供全电流的系统中非常重要。

DCP_Auto方案检测并选择适当的 D+ 和 D– 设置以与连接的设备通信，以便它可以在全电流下快速充电。集成的 CDP 检测功能可为大多数便携式设备提供高达 1.5A 的快速充电，同时进行数据通信。

独特的客户端模式功能允许对客户端设备进行软件更新，但通过关闭内部电源开关同时保持数据线连接来避免电源冲突。

此外，TPS2549-Q1 器件集成了 V 短路总线保护 D+ 和 D–，以防止在 D+ 和/或 D– 意外短路至 V 时造成损坏 总线 .为了节省应用空间，TPS2549-Q1 器件还集成了 ESD 保护，无需 D+ 和 D– 上的外部电路即可通过 IEC61000-4-2。

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 工作范围
• 47mΩ（典型值）高侧 MOSFET
• 3.2A 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）
• –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-Q1 是一款专为汽车 USB 充电端口设计的控制器和功率开关，集成了电流感应输出，能够控制上游电源以维持 USB 端口的 5V 电压，即使在长 USB 电缆导致显著电压降的情况下也能保证快速充电。该器件还具备电缆补偿、ESD 保护、多种充电模式选择等功能。

2. 关键特性

• ‌AEC-Q100 认证‌：适用于汽车应用。
• ‌高侧 MOSFET‌：具有 47mΩ（典型值）的低导通电阻。
• ‌最大连续输出电流‌：3.2A。
• ‌电缆补偿‌：±5% CS 输出，用于补偿长电缆的电压降。
• ‌多种充电模式‌：支持 CDP、DCP 自动检测、短接模式、2.7V 分压器模式、1.2V 模式等。
• ‌D+ 和 D- 客户端模式‌：支持系统更新。
• ‌ESD 保护‌：D+ 和 D- 端口具备 ±8kV 接触放电和 ±15kV 空气放电的 ESD 保护能力。
• ‌宽工作温度范围‌：-40°C 至 125°C。

3. 功能描述

• ‌电流限制‌：具有两个可编程的电流限制阈值（高和低），支持端口电源管理。
• ‌DCP 自动检测‌：自动检测并选择与连接设备通信的适当 D+ 和 D- 设置。
• ‌CDP 检测‌：集成 CDP 检测功能，支持高达 1.5A 的快速充电，同时支持数据传输。
• ‌客户端模式‌：允许软件更新客户端设备，同时避免电源冲突。
• ‌D+ 和 D- 保护‌：集成短接到 VBUS 保护，防止 D+ 和/或 D- 意外短接到 VBUS。
• ‌过热保护‌：内置热传感器，在结温超过设定值时关断功率开关。
• ‌故障输出‌：FAULT 引脚在过流、过温或 D+ 和 D- 过压条件下输出低电平信号。

4. 应用场景

• 汽车 USB 端口（主机和集线器）
• 汽车信息娱乐系统
• 需要高精度电流控制和多种充电模式的汽车 USB 充电应用

5. 典型应用电路

数据手册中提供了典型应用电路，展示了如何使用 TPS2549-Q1 设计汽车 USB 充电端口，包括电压调节器、TPS2549-Q1 控制器、输入和输出电容、电阻器等组件的连接方式。

6. 设计指南

• ‌电缆补偿设计‌：提供了详细的电缆补偿设计步骤，包括电阻和电容的选择和计算。
• ‌布局建议‌：强调了高速数据线和功率线的布局建议，以减少噪声和干扰。
• ‌热设计‌：提供了热垫连接和散热的建议，确保设备在高温环境下的可靠运行。

7. 文档与支持

• 数据手册提供了详细的技术规格、应用信息和设计指南。
• 用户可以通过 TI 的支持论坛和在线社区获取额外的帮助和文档更新通知。