TPS2540A USB 充电端口控制器和 2.5A 电源开关数据手册

TPS2540/40A 和 TPS2541/41A 是限流 USB 端口电源开关与 USB 2.0 高速数据线 （D+/D-） 开关和 USB 充电端口识别电路的组合。应用包括笔记本电脑和其他智能 USB 主机设备。宽带宽 （2.6 GHz） 数据线开关还具有低电容和低导通电阻，允许信号以最小的边沿和相位失真通过。TPS2540/40A/41/41A 监测 D+ 和 D-，为兼容的客户端设备提供正确的握手协议。
*附件：tps2540a.pdf

TPS2540/40A/41/41A 支持以下充电逻辑方案：

• USB 2.0 BC1.2
• 中国电信标准 YD/T 1591-2009
• 分频器模式，兼容 iPod 和 iPhone 等 Apple 设备

CTL1-CTL3 逻辑输入用于选择 TPS2540/40A 和 TPS2541/41A 提供的各种充电模式之一。这些充电模式允许主机设备在专用充电端口 （DCP）（壁式适配器仿真）、充电下行端口 （CDP）（支持 1.5A 的有源 USB 2.0 数据通信）或标准下行端口 （SDP） USB 2.0 模式（支持 500mA 的有源 USB 2.0 数据通信）之间进行选择。TPS2540/40A/41/41A 还集成了自动检测功能，支持电池充电规范 （BC1.2） 的 DCP 方案和分压器模式，无需外部用户交互。

TPS2540A 自动检测模式还具有更长的分离检测时间，因此它可以支持某些独特的不合规设备。TPS2540/40A/41/41A 配电开关适用于可能遇到重电容负载和短路的应用，在单个封装中集成了 73mΩ N 沟道 MOSFET。当输出负载超过限流阈值时，使用恒流模式。ILIM_SEL logic input 选择两个限流阈值之一，每个阈值都可通过外部电阻器单独调节。其他 USB 开关功能包括去毛刺输出故障报告 （FAULT） 和逻辑电平使能 EN （TPS2540/40A） 或 OUT 放电控制 DSC （TPS2541）。对于 TPS2540/40A，模式“000”用于强制输出放电。

特性

• 符合 DCP 和 CDP 的电池充电规范 BC1.2
• 符合中国电信行业标准 YD/T 1591-2009
• 支持大多数可用 Apple 设备和/或符合 BC1.2 标准的设备的睡眠模式充电
• 兼容 USB 2.0 和 3.0 电源开关要求
• 2.6GHz 带宽 USB 2.0 数据开关
• 73mΩ（典型值）高侧 MOSFET
• 可调电流限制高达 2.8 A（典型值）
• 通过 CTLx=000 （TPS2540/40A） 或 DSC （TPS2541/41A） 输入进行 OUT 放电
• 更长的分离检测时间 （TPS2540A/41A），支持其他传统设备
• 采用 16 引脚 QFN 封装

参数

方框图

1. 产品概述

TPS2540A 是 Texas Instruments 生产的一款集成 USB 充电端口电源开关和控制器，专为满足电池充电规范 BC1.2 和中国电信行业标准 YD/T 1591-2009 而设计。它结合了电流限制的 USB 端口电源开关、高速数据线路开关以及 USB 充电端口识别电路，适用于笔记本电脑和其他智能 USB 主机设备。

2. 主要特性

• ‌电流限制‌：可调电流限制高达 2.8A（典型值）。
• ‌高速数据开关‌：2.6GHz 带宽，低电容和低导通电阻。
• ‌自动检测‌：支持 BC1.2 DCP 方案和 Apple 设备的 Divider 模式。
• ‌多种充电模式‌：支持 DCP（专用充电端口）、CDP（充电下游端口）和 SDP（标准下游端口）模式。
• ‌长脱离检测时间‌：TPS2540A/41A 支持更长的脱离检测时间，以兼容某些非标准设备。

3. 应用领域

• ‌USB 端口和集线器‌
• ‌笔记本电脑‌
• ‌其他智能 USB 主机设备‌

4. 功能描述

• ‌充电模式选择‌：通过 CTL1-CTL3 逻辑输入选择多种充电模式。
• ‌输出放电‌：TPS2540/40A 通过将 CTL1-CTL3 设置为“000”来强制输出放电；TPS2541/41A 通过 DSC 引脚控制输出放电。
• ‌故障报告‌：具有去抖动输出故障报告（FAULT）功能。
• ‌热保护和过流保护‌：内置热保护和过流保护电路，确保设备安全。

5. 电气特性

• ‌静态漏源导通电阻‌：典型值为 73mΩ。
• ‌上升和下降时间‌：输出上升时间典型值为 1ms，下降时间典型值为 0.2ms。
• ‌供电电流‌：禁用时 FAULT 引脚漏电流为 25μA，启用时供电电流为 130μA 至 170μA。

6. 封装与尺寸

• ‌封装类型‌：16 引脚 QFN 封装（RTE 包装）。
• ‌尺寸‌：具体尺寸信息请参考数据手册中的封装信息部分。

7. 设计指南

• ‌布局建议‌：将 TPS2540A/40A/41/41A 放置在靠近 USB 输出连接器和 150μF 输出滤波电容的位置。
• ‌旁路电容‌：在 IN 引脚附近放置 0.1μF 旁路电容。
• ‌数据线路布线‌：将 D+ 和 D- 线路作为受控阻抗差分对进行布线，并尽量减少过孔的使用。

8. 结论

TPS2540A 是一款功能强大的 USB 充电端口电源开关和控制器，集成了多种保护功能和高速数据开关，适用于各种需要 USB 充电和数据传输的应用场景。其灵活的充电模式选择和长脱离检测时间使其能够兼容更多类型的设备。