TPS2041A 0.5A 负载，1A ILIMIT，2.7-5.5V，80mΩ USB 电源开关数据手册

TPS2041A 至 TPS2044A 和 TPS2051A 至 TPS2054A 配电开关适用于可能遇到重电容负载和短路的应用。这些器件集成了 80m N 沟道 MOSFET 高侧电源开关，适用于需要在单个封装中集成多个电源开关的配电系统。每个开关都由一个独立的逻辑使能输入控制。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 2.7V 的电源下工作。
*附件：tps2041a.pdf

当输出负载超过限流阈值或出现短路时，这些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。这些配电开关的电流限制为 0.9 A。

特性

• 80 m 高侧 MOSFET 开关
• 每通道 500 mA 连续电流
• 具有过流逻辑输出的独立热保护和短路保护
• 工作范围...2.7 V 至 5.5 V
• CMOS 和 TTL 兼容使能输入
• 2.5ms 典型上升时间
• 欠压锁定
• 单通道和双通道的最大待机电源电流为 10 uA（三通道和四通道为 20 uA）
• 双向开关
• 环境温度范围：0°C 至 85°C
• ESD 保护

参数

1. 产品概述

TPS2041A系列是一款电流限制型电源分配开关，专为需要处理重负载电容和短路情况的应用而设计。该系列包括TPS2041A至TPS2044A以及TPS2051A至TPS2054A，提供从单通道到四通道的不同配置选项。

2. 主要特性

• ‌高侧MOSFET开关‌：采用80 mΩ的N通道MOSFET，每个开关由独立的逻辑使能输入控制。
• ‌电流限制与保护‌：在输出电流超过设定阈值或发生短路时，自动限制输出电流至安全水平，并通过OCx引脚发出低电平信号。
• ‌热保护与自动恢复‌：内置热保护电路，在过载或短路导致结温升高时关闭开关，结温降低后自动恢复。
• ‌ 欠压锁定（UVLO） ‌：输入电压低于设定阈值时，自动关闭开关，防止不稳定工作。
• ‌灵活的使能控制‌：TPS204xA系列使能输入为低电平有效，TPS205xA系列使能输入为高电平有效，兼容CMOS和TTL逻辑。
• ‌低待机功耗‌：单通道和双通道设备最大待机功耗为10 μA，三通道和四通道设备为20 μA。

3. 应用场景

• ‌电源分配系统‌：适用于需要多个电源开关的单封装解决方案的系统。
• ‌热插拔应用‌：控制电源开启时的电流和电压上升速率，减少电磁干扰（EMI）和电压过冲。
• ‌USB和其他串行总线接口‌：为USB集线器和外设提供符合规范的电源分配和保护。

4. 功能模块

• ‌电荷泵‌：为驱动电路提供必要电压，无需外部组件，支持低至2.7V的输入电压。
• ‌电流感应‌：使用感应FET监测负载电流，比传统电阻方法更高效。
• ‌热感应‌：实施双阈值热跳闸，允许电源分配开关独立工作。

5. 电气特性

• ‌静态漏源导通电阻‌：在5V输入、0.5A输出条件下，典型值为80 mΩ至135 mΩ。
• ‌上升和下降时间‌：输出电压的上升和下降时间通常在2 ms至4 ms范围内。
• ‌短路输出电流‌：在5V输入下，短路输出电流限制在0.71 A至1.3 A之间。

6. 封装与尺寸

TPS2041A系列提供SOIC（D）封装，包括8引脚（单通道和双通道）和16引脚（三通道和四通道）选项，具体尺寸和封装信息请参考数据表。

7. 设计指南

• ‌旁路电容‌：建议在输入和输出端使用0.01 μF至0.1 μF的陶瓷旁路电容，以减少电源瞬态和噪声。
• ‌输出电容‌：在输出负载较重时，建议在输出引脚放置高值电解电容，以改善电源稳定性。
• ‌功耗与结温计算‌：提供了功耗和结温的计算方法，帮助设计者确保器件在安全温度范围内工作。