TPS2024-Q1 汽车级 2A 负载、2.7-5.5V、33mΩ USB 电源开关数据手册

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：tps2024-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

1. 产品概述

TPS2024-Q1是一款专为汽车应用设计的电源分配开关，能够处理重电容负载和短路情况。该设备属于TPS202x系列，采用N通道MOSFET作为高侧电源开关，具有50mΩ（5V输入）的低导通电阻。

2. 主要特性

• ‌汽车级应用‌：适用于-40°C至85°C的宽温度范围。
• ‌高侧MOSFET开关‌：支持高达3A的短路电流阈值。
• ‌短路与热保护‌：在输出负载超过电流限制阈值或发生短路时，自动限制输出电流并关闭开关以防止过热损坏。
• ‌逻辑使能输入‌：兼容5V和3V逻辑电平，通过逻辑低电平信号启用电源开关。
• ‌欠压锁定‌：当输入电压低于2V时，自动关闭电源开关。
• ‌小型封装‌：采用8引脚SOIC封装，便于集成到紧凑的设计中。

3. 功能模块

• ‌电源开关‌：N通道MOSFET，配置为高侧开关，防止反向电流流动。
• ‌电荷泵‌：为驱动电路提供内部电源，控制电源开关的上升和下降时间，以最小化切换时的电流浪涌。
• ‌驱动电路‌：控制MOSFET的栅极电压，实现快速、平稳的开关操作。
• ‌电流感应与限制‌：通过内部电流感应电路监测负载电流，并在必要时切换到恒流模式。
• ‌热传感与保护‌：内置热传感电路，在结温过高时自动关闭开关，防止损坏。
• ‌欠压锁定电路‌：监测输入电压，确保在电压过低时关闭电源开关。

4. 应用领域

• ‌汽车电子设备‌：适用于需要高电流能力和短路保护的汽车电源分配系统。
• ‌电源管理系统‌：在需要热插拔功能的电源管理系统中提供保护。
• ‌工业控制‌：在工业控制系统中，为关键负载提供可靠的电源分配和保护。

5. 电气特性

• ‌静态漏源导通电阻‌：在5V输入和1.8A输出条件下，典型值为33mΩ，最大值为62.5mΩ（125°C）。
• ‌短路输出电流‌：典型值为3A，最大值为4.2A（25°C）。
• ‌使能输入电压‌：高电平输入电压范围为2V至5.5V，低电平输入电压范围为0.5V至2V。
• ‌供电电流‌：在低电平输出时，最大为10μA；在高电平输出时，最大为100μA。

6. 封装与尺寸

• ‌封装类型‌：8引脚SOIC封装。
• ‌尺寸‌：具体尺寸参数请参考数据手册中的封装尺寸图。

7. 设计指南

• ‌电源设计‌：建议在输入和地之间放置一个0.01μF至0.1μF的陶瓷旁路电容器，以减少电源瞬变。
• ‌热设计‌：考虑到SOIC封装的热阻，应进行适当的热设计以确保设备在允许的温度范围内工作。
• ‌过电流保护‌：可以通过在输出端连接适当的电容器来改善设备对短路瞬变的免疫力。

8. 注意事项

• 在使用TPS2024-Q1时，应严格遵守数据手册中规定的绝对最大额定值和推荐操作条件。
• 避免在超出规定温度范围的环境下使用设备，以防止性能下降或损坏。
• 在处理敏感电子元件时，请遵循适当的静电放电（ESD）防护措施。