TPS2051B-Q1 汽车级 0.5A 负载、2.7-5.5V、105mΩ USB 电源开关、高电平有效数据手册

TPS20xxB-Q1 配电开关适用于可能遇到高电容负载和短路的应用。这些器件集成了 105mΩ N 沟道 MOSFET 电源开关，适用于需要在单个封装中集成多个电源开关的配电系统。每个开关都由一个逻辑使能输入控制。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。

当输出负载超过限流阈值或出现短路时，该器件通过切换到恒流模式，将过流 （OCx） 逻辑输出拉低，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。该配电开关旨在将电流限制设置为 1 A（典型值）。
*附件：tps2051b-q1.pdf

特性

• 适用于汽车应用
• 符合 AEC-Q100 标准，结果如下：
  • 器件温度等级 1：-40°C 至 125°C 环境工作温度范围
  • 器件 HBM ESD 分类 2 级
  • 器件 CDM ESD 分类等级 C6
  • 器件 MM ESD 分类等级 M0
• 105mΩ 高侧 MOSFET
• 500mA 连续电流
• 热保护和短路保护
• 精确电流限制：0.75 A（最小值）、1.25 A（最大值）
• 工作范围：2.7 V 至 5.5 V
• 0.6 ms 典型上升时间
• 欠压锁定
• 抗毛刺故障报告 （OC)
• 上电期间无 OC 毛刺
• 最大待机电源电流：1 μA（单通道、双通道）或 2 μA（三通道、四通道）
• 双向开关

参数

方框图

1. 产品概述

TPS2051B-Q1是一款适用于汽车应用的限流电源分配开关，具有AEC-Q100资质。该器件集成了105-mΩ的N通道MOSFET功率开关，适用于需要多个电源开关的单封装电源分配系统。

2. 主要特性

• ‌AEC-Q100资质‌：符合汽车电子委员会（AEC）的Q100标准，适用于汽车应用。
• ‌温度范围‌：工作环境温度范围为-40°C至125°C。
• ‌静电放电（ESD）分类‌：HBM ESD等级2，CDM ESD等级C6，MM ESD等级M0。
• ‌高侧MOSFET‌：具有105-mΩ的导通电阻。
• ‌连续电流‌：最大连续电流为500mA。
• ‌保护功能‌：具备热保护和短路保护功能。
• ‌电流限制‌：准确的电流限制，最小0.75A，最大1.25A。
• ‌工作电压范围‌：2.7V至5.5V。
• ‌上升时间‌：典型值为0.6ms。
• ‌欠压锁定‌：具有欠压锁定功能。
• ‌故障报告‌：去抖动故障报告（OC），上电时无OC抖动。
• ‌待机供电电流‌：最大待机供电电流为1μA（单通道）、2μA（双通道、四通道）。
• ‌双向开关‌：支持双向开关功能。

3. 应用领域

• ‌重电容负载‌：适用于可能遇到重电容负载的应用场景。
• ‌短路保护‌：提供短路保护功能，确保系统稳定性。

4. 功能描述

• ‌电源开关‌：采用N通道MOSFET，具有低导通电阻，配置为高侧开关，防止电流反向流动。
• ‌电荷泵‌：内部电荷泵为驱动电路供电，并提供必要的电压以将MOSFET的栅极拉高至源极之上。
• ‌驱动电路‌：控制MOSFET的栅极电压，限制电流涌流并减少电磁干扰（EMI）。
• ‌ 使能输入（EN） ‌：逻辑使能输入，低电平使能电源开关，高电平禁用。
• ‌ 过流保护（OCx） ‌：遇到过流或过热条件时，OCx开漏输出被激活（低电平有效）。
• ‌电流感应‌：使用感测FET监测负载电流，遇到过载或短路时发送控制信号至驱动电路。
• ‌热保护‌：热保护电路防止IC在长时间重过载或短路故障下损坏。
• ‌ 欠压锁定（UVLO） ‌：输入电压低于约2V时，控制信号关闭电源开关。

5. 封装与尺寸

• ‌封装类型‌：SOIC（D）8引脚封装。
• ‌封装尺寸‌：4.90mm x 6.00mm。

6. 推荐电源与应用布局

• ‌输入电容‌：推荐在IN和GND引脚之间放置0.01-μF至0.1-μF的陶瓷旁路电容。
• ‌输出电容‌：当输出负载较重时，建议在输出引脚放置高值电解电容。
• ‌布局指南‌：旁路电容应靠近IN和GND引脚，并使用低电感迹线连接。

7. 热考虑因素

• ‌热阻‌：结到环境的热阻为124.5°C/W。
• ‌功率耗散‌：根据N通道MOSFET的rDS(ON)、输入电压和操作温度计算功率耗散。
• ‌结温‌：使用热阻和总功率耗散计算结温，并与环境温度进行比较。

8. 文档与支持

• ‌相关链接‌：提供技术文档、支持资源、工具和软件的快速访问链接。
• ‌更新通知‌：可通过订阅更新来接收文档更新的通知。
• ‌支持论坛‌：TI E2E支持论坛提供快速的设计帮助和验证答案。