TPS2020-Q1 汽车级 0.2A 负载、2.7-5.5V、33mΩ USB 电源开关、低电平有效数据手册

TPS202x 系列配电开关适用于可能遇到重电容负载和短路的应用。这些器件是 50 m
N 沟道 MOSFET 高侧电源开关。该开关由与 5V 逻辑和 3V 逻辑兼容的逻辑使能控制。栅极驱动由内部电荷泵提供，旨在控制电源开关的上升时间和下降时间，以最大限度地减少开关期间的电流浪涌。该电荷泵无需外部元件，并允许在低至 2.7 V 的电源下工作。
*附件：tps2020-q1.pdf

当输出负载超过限流阈值或出现短路时，TPS202x 会切换到恒流模式，将过流 （OC） 逻辑输出拉低，从而将输出电流限制在安全水平。当持续的严重过载和短路增加开关中的功率耗散，导致结温升高时，热保护电路会关闭开关以防止损坏。一旦器件充分冷却，就会自动从热关断中恢复。内部电路确保开关保持关闭状态，直到出现有效的输入电压。

TPS202x 器件仅在短路电流阈值方面有所不同。TPS2020限制在 0.3A 负载时，TPS2021在 0.9A 负载下，TPS2022在 1.5A 负载下，TPS2024在 3A 负载下。TPS202x 采用 8 引脚小外形集成电路 （SOIC） 封装，工作结温范围为 –40°C 至 125°C。

特性

• 适用于汽车应用
• 33m（5V 输入）高侧 MOSFET 开关
• 短路和热保护
• 过流逻辑输出
• 工作范围：2.7 V 至 5.5 V
• 逻辑电平使能输入
• 典型上升时间：6.1 ms
• 欠压锁定
• 最大待机电源电流：10μA
• 无漏源背栅二极管
• 采用 8 引脚 SOIC 封装
• 环境温度范围：–40°C 至 85°C
• ESD 保护：2kV 人体模型、200V 机器模型

参数

一、产品概述

• ‌产品系列‌：TPS202x
• ‌应用领域‌：专为可能遇到重电容负载和短路的应用设计，适用于汽车应用
• ‌主要型号‌：TPS2020-Q1、TPS2021-Q1、TPS2022-Q1、TPS2024-Q1

二、主要特性

• ‌环境温度范围‌：-40°C 至 85°C
• ‌MOSFET开关‌：50mΩ（5V输入）N通道高侧MOSFET
• ‌ESD保护‌：2kV人体模型，200V机器模型
• ‌保护功能‌：短路保护、热保护
• ‌认证‌：UL认证，文件号E169910
• ‌逻辑输入‌：与5V和3V逻辑兼容
• ‌上升时间‌：典型值为6.1ms
• ‌欠压锁定‌：当输入电压低于约2V时，自动关闭电源开关
• ‌待机电流‌：最大10μA

三、功能描述

• ‌电荷泵‌：内部电荷泵设计，无需外部组件，控制电源开关的上升和下降时间，以最小化电流浪涌
• ‌驱动电路‌：控制MOSFET栅极电压，限制大电流浪涌，减少电磁干扰（EMI）
• ‌过流保护‌：当输出负载超过电流限制阈值或发生短路时，开关进入恒流模式，并将过流（OC）逻辑输出拉低
• ‌热保护‌：内部热感应电路在结温过高时关闭开关，防止损坏，并具有自动热恢复功能

四、电气特性

• ‌输入电压范围‌：2.7V至5.5V
• ‌短路电流限制‌：
  • TPS2020-Q1：0.3A
  • TPS2021-Q1：0.9A
  • TPS2022-Q1：1.5A
  • TPS2024-Q1：3A
• ‌供电电流‌：禁用时非常低，启用时根据型号和条件有所不同

五、封装与尺寸

• ‌封装类型‌：8引脚SOIC封装
• ‌具体尺寸‌：请参考数据手册中的封装选项附录

六、应用信息

• ‌电容选择‌：建议在IN和GND之间放置0.01μF至0.1μF的陶瓷旁路电容，以减少电源瞬变引起的输入振铃
• ‌热设计‌：设计时需考虑功率耗散和结温，使用数据手册中提供的热阻信息来计算结温
• ‌热插拔应用‌：TPS202x系列适用于热插拔应用，其受控的上升和下降时间有助于减少系统浪涌电流

七、结论

TPS202x系列电源分配开关是一款功能强大、适用于汽车级应用的电源管理解决方案，结合了高侧MOSFET开关、内部电荷泵、过流和热保护等特性，适用于需要可靠电源管理的各种应用场景。